張寶棣臺灣大學：物理研究所沈昱廷Shen, Yu-TingYu-TingShen2007-11-262018-06-282007-11-262018-06-282006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/54503在此篇論文中,使用了日本國家高能加速器中心B介子工廠（KEKB）的Belle偵測器，由非對稱能量之正負電子對撞所獲得的 414 fb^{-1}實驗數據。從實驗數據中，藉由濾除背景訊號來分析稀有衰變 B → ΦΦK 之衰變機率與電荷及宇稱不守恆。 我們首度證實了 B^+ → ΦΦK^+ 此一衰變過程確實存在，並且也發現了 B^0 → ΦΦK^0 可能存在的證據。 其衰變分率分別為： ● B(B^+ → ΦΦK^+)= [3.18^{+0.60}_{-0.52}(統計誤差) ± 0.27(系統誤差)] × 10^{-6} ● B(B^0 → ΦΦK^0) = [2.31^{+1.00}_{-0.74}(統計誤差) ± 0.24(系統誤差)] × 10^{-6} 在考慮到統計誤差與系統誤差之後，其訊號的顯著性分別是 9.53 與 4.74 個標準差。 此外，我們也做了相關的含魅衰變模式之分析： ● B(η_c → ΦΦ) = (3.01^{+1.06}_{-1.02} ± 0.19) × 10^{-3} ● B(η_c → ΦK^+K^-) = (4.35^{+1.45}_{-1.44} ± 0.29) × 10^{-3} ● B(η_c → 2(K^+K^-)) = (2.62^{+0.93}_{-0.90} ± 0.18) × 10^{-3} ● B(J/Ψ → ΦK^+K^-) = (1.45^{+0.30}_{-0.27} ± 0.11) × 10^{-3} ● B(J/Ψ → 2(K^+K^-)) = (9.73^{+1.77}_{-1.61} ± 0.84) × 10^{-4} 且被測量到的η_c寬度為 25.17^{+7.72}_{-5.98} ± 0.32 MeV。In this thesis, we present measurements of the branching fraction and CP asymmetry of rare B decay B → ΦΦK. These measurements are based on a 414 fb^{-1} data sample, which contains 447 × 10^6 B Bbar pairs, collected with the Belle detector at the KEKB asymmetric-engry e^+e^- (3.5 on 8 GeV) collider operating at the ?(4S) resonance. We observe the B^+ → ΦΦK^+ decay and report the evidence for B^0 → ΦΦK^0 decay. The branching fractions are measured to be: ● B(B^+ → ΦΦK^+)= [3.18^{+0.60}_{-0.52}(stat) ± 0.27(sys)] × 10^{-6} ● B(B^0 → ΦΦK^0) = [2.31^{+1.00}_{-0.74}(stat) ± 0.24(sys)] × 10^{-6} for a ΦΦ invariant mass below 2.85 GeV/c^2, with significances including systematic uncertainty of 9.53 and 4.74 standard deviations, respectively. In addition, we also study the charmonium decays, related to the ΦΦK. The measured branching ratios are: ● B(η_c → ΦΦ) = (3.01^{+1.06}_{-1.02} ± 0.19) × 10^{-3} ● B(η_c → ΦK^+K^-) = (4.35^{+1.45}_{-1.44} ± 0.29) × 10^{-3} ● B(η_c → 2(K^+K^-)) = (2.62^{+0.93}_{-0.90} ± 0.18) × 10^{-3} ● B(J/Ψ → ΦK^+K^-) = (1.45^{+0.30}_{-0.27} ± 0.11) × 10^{-3} ● B(J/Ψ → 2(K^+K^-)) = (9.73^{+1.77}_{-1.61} ± 0.84) × 10^{-4} The measured width of η_c is 25.17^{+7.72}_{-5.98} ± 0.32 MeV.1 Preface 13 2 Introduction of Particle Physics 15 2.1 Standard Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2 Symmetries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3 CP violation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.4 CKM matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.5 B mesons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3 The Belle Experiment 23 3.1 The introduction of Belle Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.2 Υ(4S ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.3 KEKB Accelerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.4 BELLE Detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.4.1 Beam pipe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.4.2 Extreme Forward Calorimeter (EFC) . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.4.3 Silicon Vertex Detector (SVD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.4.4 Central Drift Chamber (CDC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.4.5 Aerogel Cherenkov Counter (ACC) . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.4.6 Time of Flight (TOF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.4.7 Electromagnetic Calorimeter (ECL) . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.4.8 KL and Muon detection system (KLM) . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.4.9 Solenoid and iron yoke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.5 Data Acquisition System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4 Analysis Method 39 4.1 Basic Analysis Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.1.1 EvtGen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.1.2 GSIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.1.3 BASF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.1.4 PAW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.1.5 MINUIT & Mn fit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.2 Analysis Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.2.1 Event selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.2.2 B candidate reconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.2.3 Background suppression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.2.4 Control sample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.2.5 Branching fraction and ACP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4.2.6 Systematic error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5 The measurements of B → ΦΦK 57 5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5.2 Charmless B → ΦΦK, M(ΦΦ) < 2.85 GeV/c^2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5.2.1 Real B → ΦΦK events estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5.2.2 Systematic error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 5.2.3 The final results of charmless B → ΦΦK . . . . . . . . . . . . . . 65 6 The measurements of related charmonium decays 67 7 Conclusion 73 A Flavor Tagging 756503305 bytesapplication/pdfen-USB介子Φ介子昱廷BelleB → ΦΦKΦYu-Tingthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/54503/1/ntu-95-R92222052-1.pdf