Attività del gruppo Babar
Napoli
D. Monorchio
Sommario
• Analisi
– Btn
– BD*a1
• Tools/Computing
– Studio selettore KL
– Supporto alla farm di Padova
• Altro…
Btn: motivations
In the Standard Model
b
BSM(Btn)
ℓ+
W++
fB = 216  22 MeV
B+
u
nℓ
(Lattice QCD)
BSM(Btn) = (1.6  0.4)x10-4
Strong helicity suppression for Be(m) n decays
Beyond the Standard Model
b
W+,
ℓ+
H+
(Semilep. B decays)
W.Hou, Phys. Rev. D. 48, 2342
u
nℓ

m
BR B(Btn)
B  t n  =BRBSMSM
( B(Btn)
 t n )  1  tan 2 

m

(
|Vub| = (4.31  0.30)x10-3
Charged Higgs mediated
amplitude occurs in two Higgs
doublet extensions
B+

Guglielmo Gianni
Diego

)
ratio of vacuum
expectation values for
two Higgs doublets.


2
B
2
H




2
Charged Higgs mass
Branching Fraction could be
enhanced or suppressed
Possibility to constraint the
(mH+,tan) parameter space
Btn: la tecnica
Main t decay modes:
t

e n en t
0
μ ν μ νt
Branching
Fraction ( %)

π νt
r nt

an

1 t
p 2p n t

0
K
p/
others
D
20
4o
60
 ~ 71% of the total t width
Final state contains:
1 track (+ 1 p0 in the r channel)
2-3 neutrinos
Weak kinematical constraints
Need to clean the experimental
enviroment
Reconstruct the other B (tag B) of
the event
Our analysis use hadronic tag
80
Btag
e+
p
p
10
0
D(*)
Y
e-
Bsig
Look for signal in the rest
of the event
Btn: la misura
Main discriminating variable
Eextra= SE (extra neutral clusters)
Signal peaks at zero
Compare the background expectations with the
number of observed events to extract the signal
yield
Eextra GeV
Submitted to PRD
arXiv:0708.2260v1
Hadronic tag analysis:
-4 [2.2s]
B(Btn) = (1.8 +1.0

0.3)x10
-0.9
Semileptonic tag analysis: PRD76, 052002
B(Btn) = (0.9  0.6  0.1)x10-4 [1.3s]
[2.6s]
Combined Result: BaBar
B(Btn) = (1.2  0.4stat  0.3bkg 0.2eff) x10-4
SM prediction: B = (1.6  0.4) x10-4
Belle result: B = (1.79+0.56 +0.46) x10-4 [3.5s]
-0.49 –0.51
Btn: risultati e prospettive
The comparison between the SM expectation
and the BaBar combined result allows to
exclude regions on the (mH+,tan) plane

m
2

BR B(Btn)
B  t n  =BRBSMSM
( B(Btn)
 t n )  1  tan 

m

(


)


2
B
2
H




2
Nostri talks a conferenze
CKM
Dic.06
Guglielmo Leptonic decays
at the B-factories
Nagoya
IFAE
Apr.07
Diego
EPS
Lug.07
Diego
SUSY
Lug.07
Guglielmo Leptonic B decays
at BaBar
Karlshue
SIF
Sett.07
Gianni
Pisa
Decadimenti rari del B Napoli
alle B-factories
Leptonic B decays
at BaBar
Decadimenti leptonici
del mesone B
Manchester
Our Plan
•Ripeteremo l’analisi sul dataset
completo di BaBar
• il doppio della statistica
•Miglioramenti a
•Tagging
•Selezione
•Yield extraction
BD*a1: motivations
• Studio dei parametri della
risonanza a1 [IG(JPC) = 1-(1++)]
– Scarsa consistenza tra le
misure attuali di massa e
larghezza
Guglielmo Roberto
Diego
CLEO
DELPHI(1)
DELPHI(2)
DELPHI(3)
OPAL(1)
OPAL(1)
ARGUS
Il PDG si limita a stime
conservative:
Ma1 = (1230 ± 40) MeV/c2
(250 ≤ Γa1 ≤ 600) MeV/c2
– Misura delle ampiezze che
contribuiscono al decadimento
a1ppp
• Necessità analisi del Dalitz
plot
KEK
DELCO
MARK-II
ARGUS(2)
WA76
WA103
MAC
AMST(1)
AMST(2)
GOMEZ DUMM
ISGUR
ARGUS(2)AMST(1)
• Inoltre il canale B D*a1 è sensibile alle asimmetrie CP time-dependent
collegate alla fase debole (2 + ) con  e  angoli del Triangolo Unitario
BD*a1: la tecnica
Limiti delle attuali tecniche sperimentali per lo studio dell’a1:
• Esperimenti adronici
Fondi elevati
• Decadimenti del t
Spazio delle fasi limitato (cut-off ad alta massa)
•Primo tentativo di studiare la a1 nel decadimento
BD* a1 con a1ppp
• Elevata statistica
•  380 M di coppie BB raccolte da BaBaR (Lon  347 fb-1)
• Elevato BR (BD*a1)  1%
• Buona purezza
• Possibilità di rigettare i fondi ricostruendo completamente la B
• Possibilità di esplorare tutto lo spettro in massa
della a1
BD*a1: stato del lavoro
Misura preliminare di
massa e larghezza
Ma1 = (1195 ± 2) MeV/c2
Γa1 = (481 ± 10) MeV/c2
c2/ndf = 12/9 P(c2) ≈ 21 %
Tesi Roberto
Errori solo statistici
In corso lo studio delle
incertezze sistematiche
Risultati in
accordo con le
stime del PDG
1.5
M3 p
(GeV/c2)
•Estendendo il fit a range più ampi di M3p
il c2 peggiora notevolmente
•La parametrizzazione in termini di una
singola risonanza non è sufficiente
•Per individuare altri possibili stati JP che
contribuiscono al sistema dei 3 pioni
necessaria l’analisi dei Dalitz Plot
1.75
M3 p
(GeV/c2)
Tesi Mario
Control Sample per i KL
• Studio di tecniche per migliorare
l’identificazione dei KL
– Interagisce nel calorimetro e nell’IFR (Non
decade nel detector)
– Fattibilità veto KL
• Molte analisi ne gioverebbero
– Btn
• Necessario definire un campione di controllo
sui dati caratterizzato da:
– Alta statistica
– Buona purezza
D*+
D0 π+
K*- π+
K0L π-
Gianni
Control Sample per i KL
•I K0L sono ricostruiti a partire da cluster del EMC o dell’IFR
non associati a tracce cariche.
•La direzione è ottenuta dal vettore che parte dal vertice del
KL
p
sistema π+π- e punta al centroide del cluster.
D
•Impulso dei
K0L ottenuto a partire da masse nominali delle
particelle e dai momenti ricostruiti.
• Variabile discriminante ∆(m) = mD*-mD0
•Stessa catena di decadimento ma con I Ks fornisce la
p
p
D(*)
normalizzazione.
~ 3fb-1
KL nell’IFR
KL nel calorimetro
∆(m) = mD*-mD0
KS
~ 3fb-1
Supporto Farm di Padova
Diego
• Event Reconstruction dei dati sperimentali di BaBar avviene a
Padova
• 330 nodi di calcolo
– fino a 2.2 fb-1/ giorno (ER)
• 22 data servers: 31TB spazio disco
• Due librerie L700
– capacita` 1400 cassette
– fino a 560TB di dati in linea
Prendiamo dati e
• Si processano i dati in tempo reale
li processiamo
– Necessità di monitoring costante
anche durante le
festività Natalizie!
Workshop Anacapri!
• Dopo il grande
successo della prima
edizione…
• Momento di
interazione tra teorici e
sperimentali sulle
tematiche legate al
flavour
• Non solo B-factories…
Guglielmo Crisostomo
Diego
Conclusioni
B tn: Analisi conclusa
Pianificato update a
750 fb-1
BD*a1: in corso
Misura preliminare dei
parametri dell’a1
Studio performance
selettore dei KL
Monitoring Farm
dedicata alla
Event Reconstruction
Organizzazione
Workshop su fisica del B
Super B
See C.Sciacca talk
Backup
The mH vs. tan plot
in two Higgs doublet extensions of the SM:
2

m


BR B(Btn)
B   t n  =BRBSMSM
( B(Btn)
 t n )  1  tan 2  2B

mH 

(
)
For a fixed value of tan and increasing
values of mH :
1)
2)
3)
4)
5)
Small higgs mass: the BF is
enhanced (ruled out by the
measurement)
The BF approach the SM prediction
and can not be resolved over the
uncertainty (start the gap).
The NP factor become less than 1
and the BF is suppressed but still
we are not able to resolve it.
The BF is significantly suppressed
(ruled out by the measurement)
The suppression term approach 1
and we loose exclusion again




2
BaBar preliminary
5
4
3
2
1
Super-B!!!
See C.Sciacca Talk
Guglielmo Crisostomo
Diego
Gianni
Roberto
•
•
•
•
•
G. De Nardo – “Leptonic decays at B-factories”
CKM 2006, Nagoya, Japan December 2006
D. Monorchio – “Decadimenti rari del mesone B alle Bfactories” - Incontri di Fisica delle Alte Energie 2007 –
April 2007, Napoli, Italy
D.Monorchio – “Leptonic B decays at BaBar” –
European Physical Society Conference On High Energy
Physics 2007 – July 2007, Manchester, England
G. De Nardo – “Leptonic B decays at BaBar” – The 15th
International Conference on Supersymmetry and the
Unification of Fundamental Interactions – July 2007,
Karlsruhe, Germany
G.Onorato – “Decadimenti leptonici del mesone B” - ” –
XCIII Congresso Nazionale della Società Italiana di
Fisica – September 2007, Pisa, Italy
CLEO
DELPHI(1)
DELPHI(2)
DELPHI(3)
Modo di
ecadimento
della a1
“Branching
Ratio”
(CLEO)
(rp)S-wave
60.19 %
(rp)D-wave
1.3 %
(r’p)S-wave
0.56 %
(r’p)S-wave
2.04 %
sp
18.76 %
f0 (1230) p
7.4 %
Ga1
Ma1
OPAL(1)
OPAL(1)
ARGUS
KEK
DELCO
MARK-II
ARGUS(2)
WA76
WA103
MAC
AMST(1)
AMST(2)
GOMEZ DUMM
ISGUR
ARGUS(2)AMST(1)
Ma1(MeV/c2)
Ga1(MeV/c2)
W.-M. Yao et al. (Particle Data Group), J. Phys. G33, 1 (2006).