ベル実験におけるB中間子の時間に依存するCP非保存の研究

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高エネルギー加速器研究機構Bファクトリーで生成しBelle(ベル)検出器で記録された大量のB中間子対のデータを用い、クォーク反応の基礎パラメータを測定し、特に、素粒子標準理論の一部である小林益川行列が持つ複素位相φ_1を一意的にかつ精密に測定することが本研究の目的である。その測定を標準理論の予想と比べることにより、標準理論を越えた新しい物理が生み出す量子効果を探索する。具体的には、B中間子の崩壊のうち、B^0→D^<*+>D^<*->Ks、及び、B^0→π^+π^-Ksという三体崩壊を用い、ダリッツ解析をおこなうことにより、終状態の波動関数を分析する。更に崩壊の時間分布に現れるCP対称性の破れを測定することにより、sinφ_1とcosφ_1を同時測定する。これを用いてφ_1を一意的に求める。平成20年度は、前年度に確立したダリッツ解析の手法を用い、B^0→π^+π^-Ks崩壊の解析を完成した。結果を論文としてまとめPhysical Review誌に投稿し、受理され掲載された。結果は小林益川理論の予想と比べて大きなずれはなかったため、bクォークをsクォークに遷移させるような新しい相互作用に関する制限を与えることとなった。B^0→π^+π^-Ks三体崩壊のこのような解析が雑誌掲載されたのは世界初のことであるため、大きなずれがないという今回の結果にも大きな意義がある。技術的には本解析のような複雑なダリッツプロット解析をきちんと遂行し、系統誤差を十分おさえられることを示した点も、Bファクトリー増強計画における物理解析に道をつけるという意味で重要である。