Распады Y(5S) и B°s мезонов на B фабрике тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.23 ВАК РФ

Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный Научный Центр Российской Федерации Институт Теоретической и Экспериментальной Физики им. А. И. Алиханова

На правах рукописи

Друцкой Алексей Георгиевич

Распады У(53) и В® мезонов на В фабрике

Специальность 01.04.23 - физика высоких энергий

2 7 я ИЗ 2911

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва 2011 г.

4842916

УДК 539.12

Работа выполнена в ФГУП ГНЦ РФ "Институт теоретической и экспериментальной физики", г. Москва

Официальные оппоненты :

доктор физ.-мат. наук,

член-корр. РАН М. И. Высоцкий (ФГУП ГНЦ РФ ИТЭФ, г. Москва)

доктор физ.-мат. наук, Л. К. Гладилин ( НИИЯФ МГУ, г. Москва)

доктор физ.-мат. наук, член-корр. РАН В. Ф. Образцов (ГНЦ РФ ИФВЭ, г. Протвино)

Ведущая организация:

ИЯФ СО РАН (г. Новосибирск)

Защита диссертации состоится 15 февраля 2011 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д.201.002.01 в конференц-зале ФГУП ГНЦ РФ ИТЭФ по адресу: г. Москва, ул. Б. Черемушкинская, д. 25.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИТЭФ.

Автореферат разослан 12 января 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совел кандидат физ.-мат. наук

Общая характеристика работы

Диссертация посвящена изучению механизмов распадов Bj-мезонов и Y(5S)~ резонансов на экспериментальных данных, полученных в е V- аннигиляции при энергии в системе центра масс в области Y(5S) - резонанса. В работе представлен принципиально новый метод исследования В° - мезонов и в несколько отличных от Y(4S) кинематических условиях В+- и В0-мезонов (при упоминании этих частиц в диссертации по умолчанию подразумеваются также соответствующие им античастицы В®, В" и В0). Этот метод основан на увеличении полной энергии eV кол-лайдера, традиционно работающего в области энергии Y(4S) - резонанса, в область энергии Y(5S) - резонанса. Данный метод был детально разработан и практически осуществлён на коллайдере КЕКВ и детекторе Belle. С помощью этого метода был впервые получен ряд новых данных по распадам В° - мезонов, а также детально изучены свойства Y(5S) - резонанса. Результаты изучения распадов В - мезонов с подхватом кварковой si - пары, где в процессе взаимодействия совместно участвуют Ь- и s- кварки, также представлены в диссертации.

Экспериментальные данные, представленные в данном исследовании, получены на установке Belle, работающей на е*е~ коллайдере КЕКВ (г. Цукуба, Япония), при асимметричных пучках с полной энергией в области рождения Y(4S)- и Y(5S)-резонансов. Основные результаты диссертации [1-17] опубликованы в реферируемых журналах, указанных в утверждённом списке ВАК. Первые 11 работ опубликованы в журналах Physical Review Letter и Physical Review D, последние 6 опубликованы как труды международных конференций.

Актуальность темы

Экспериментальная информация о В®- мезонах, существовавшая до последнего времени, была достаточно ограничена и в основном получена на адронном коллайдере Тэватрон в экспериментах CDF и DO. Более ранние данные, полученные на экспериментальных установках комплекса LEP, имели относительно низкую статистическую значимость. Использование принципиально нового метода исследования В® - мезонов на е+е~ коллайдере позволило существенно расширить наше представление об этих частицах. В проведённых на основе разработанного метода исследованиях удалось выполнить целый ряд новых измерений, невозможных на адронных коллайдерах, а также улучшить точность существующих измерений. Новый метод имеет отличные от предыдущих экспериментов источники систематических погрешностей, что позволяет провести критическую проверку существующих измерений В^-мезонов.

На е*е~ коллайдерах, работающих в области энергии Y(4S) - резонанса, накоплен колоссальный объем информации о заряженных В+- и нейтральных В0-мезонах. Эти данные позволяют одновременно изучать различные процессы, включая сильные, слабые и электромагнитные. Распады В-мезонов являются уникальной лабораторией для понимания физики частиц. Важнейшим элементом этих исследований является проверка Стандартной Модели (СМ). В то же время мезоны значительно менее изучены, хотя их исследование позволяет получить не менее важные и плодотворные результаты, чем полученные при изучении В+- и В0- мезонов. Отсутствие прецизионных измерений широкого спектра распадов В® - мезонов существенно ограничивает наше понимание механизмов взаимодействия кварков. Кроме того, ряд новых важных проверок Стандартной Модели может быть осуществлён только с помощью предложенного метода.

Метод изучения мезонов с использованием данных, полученных в е+е~-столкновениях, в самом общем виде обсуждался в ряде теоретических работ [18-20]. Первая практическая попытка экспериментального использования данного метода была предпринята коллаборацией CLEO, однако набранный образец данных

(0.42fb~j был слишком мал для гото, чтобы получить статистически надёжные результаты. Тем це менее, коллабсрация CLEO сумела получить первое свидетельство рождения Bs - mcîcho в при: энергии Y(5S) - резонанса [21,22], что явилось существенной когнвацисй для проведения данной работы. Однако полученные экспериментальные данные были близки к уровню потенциальных статистических флукгуавдй. Кроме того, статистические погрешности были слишком большими для сравнения полученных результатов с теоретическими расчетами. Поэтому было необходимо провести экспериментальную проверку работоспособности данного метода и получить статистически значимые результаты.

Успешная реачшагш предложенного истода в эксперименте Belle позволила к настоящему времени лелучшъ ряд новых интересных результатов. Кроме того, результаты, полученные на основе нового метода изучения В£°-мсюлов, важны для планирования будущих е+е экспериментов, где ожидаются значительно большие интенсивности пучков. Оптимизация параметров будущих супер В фабрик в Японии и Италии проводится лри существенном использовании результатов, полученных в данная зюследозании.

Данные, лабрашше в области Y(5S) - резонанса, также позволяют изучать свойства непосредственно Y(5S) -резонанса. Этот резонанс, иногда обозначаемый в литературе как Y( 10850), гредегаъляет собой ¿-кварк и Ь-анги-кварк пару или ботточо шум. Гахие частицы, состоящие из двух тяжелых кварков, предполагают возможность достаточно точного теоретического предсказания их свойств в результате относительно малых I кладов г оправок в рамках теории возмущений. В то же время до представленного исследования отсутствовали точные экспериментальные данние, которые можно было бы сравнить с теоретическими предсказаниями в этой области. Полученные® проведённом исследовании экспериментальные данные об образовании и распадам Y(5S)-резонанса позволили провести критическую проверку ряда теоретических моделей.

Цель диссертации

Целью диссертации являлась разработка, нового метода исследования - и В-мезоюв в ее'- столкновениях, при энергии в области Y(5S>-резонанса и изучение механизмов образования и распадов Вs°-мезонов и Y(5S)-pes0«aHC0B.

Научная новизна

В данной работе впервые разработан и практически реализован новый метод изучения распадов В®-мезонов з е~е~- сгодюгозеншх при энергии в области Y(5S) -резонанса. Для этого потребовалось развить новую методику анализа экспериментальных далных и провести измерения ряда параметров, С помощью данного метода стало возможно первое измерение ряда распадов В®-мез<шов, в частности, с нейграчьными частицами, труднореализуемое в других экспериментальных условиях.

Используя новый метод, впервые измерены вероятности распадов 2? ( В® —»

-+ога ад->о;-Р+),2(в?->Фу), S(bsc->D;-DO и ад0-,

—>DÎ~ D'+). Получены верхние пределы яа в«роятносги распадов у) и

ÎB (В® —> К0 К1'), превосходящие поточности все имеющиеся в икре на сегодняшний день. Проведены новые измерения вероят:нос7ей распадов 2ЦВ; —► D~ тс4}, 2? (В® —► —К+), B(Bj —и 2(Bj —»Ds DJj, с точностью, сравнимой с имеющимися результатами.

В работе со значительно более высокой готаостыо, по сравнению с полученными ранее результатами CLEO, измерены дола двух -частичных распадов Y(5S) -резонанса в В+- и В0- мезоны, а грёх-чаегатаые распады были обнаружены и измерены впервые. В работе также представлены первые измерения вероятностей распадов B-iD^KrK0'*', B-xjiKly и F-+ Ц,(2317)+ К".

Основные положения, выносимые на защиту

1. Разработка и практическая реализация на детекторе Belle нового метода изучения мезонов в ее - столкновениях при энергии в области Y(5S)- резонанса.

2. Определение параметров распадов У(58)-резонансов, необходимых для измерения вероятностей распадов - мезонов: сечения рождения ЪЪ- пары при энергии Y(5S) - резонанса а (е'е~—* bb), вероятности образования В®-мезонов из ЬЬ - пары

и доли событий с Bs В* - парой среди всех событий с В°- мезонами

f(B,*BT).

3. Первые измерения распадов В° —> D*~t:+, В® —» Dj р+, В° —* БГр+, > фу, Bg—Dg и Bs° —> Ds*~ Dj+. Получение верхних пределов на вероятность распадов В° у у и В°—>К°К° с лучшей в мире точностью. Новые измерения с высокой точностью относительных вероятностей распадов В°—»D^ я+, B°-+Ds К+, В°—>К+К~ и Bs°-Di Dj.

4. Измерение с высокой точностью полных и двух-частичных вероятностей распадов Y(5S)-резонанса в В+- и В0- мезоны. Первое измерение трёх-частичных каналов распадов Y(5S) - резонанса с В+- и В0- мезонами в конечном состоянии.

5. Первые измерения относительных вероятностей распадов В мезонов с подхватом si- пары, В Dw К" Коад, В->фКу и В» -» Dsj (231 if К" .

Апробация работы и публикации

Основные материалы диссертации опубликованы в реферируемых журналах Physical Review Letters и Physical Review D [1-11], а также в материалах международных конференций [12-17].

Материалы, представленные в диссертации, докладывались автором на совещаниях сотрудничества Belle, а также многочисленных международных конференциях. Среди них - Рочестсрская конференция ICHEP 2006 (г. Москва, Россия) [12]; конференции Европейского физического общества EPS/HEP 2007 (г. Манчестер,

Англия) [13], EPS/HEP 2009 (г. Краков, Польша) [14]; крупные конференции Rencontres de Moriond 2006, 2009 (г. JIa Тушь, Италия) [15,16], FHFP 2006 (г. Москва, Россия), JPS/DPF 2006 {г. Гонолулу, США), HCPS 2008 (г. Галена, США) [17], QWG 2010 (г. Чикаго, США), Результаты также докладывались сотрудниками коллаборации Belle на множестве международных конференций.

Предложенный метод изучения В®- мезонов был подтверждён в ряде последних работ коллаборации Belle [3-8], где полученные сигналы имеют высокую статистическую значимость и хорошо согласуются с теоретическими предсказаниями. Значения относительных вероятностей распадов мезонов, которые были получены в данной работе, демонстрируют хорошее согласие с результатами, полученными в эксперименте CDF [23,24].

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 9 глав и заключения. Её объём - 173 страницы, включая 53 рисунка и 25 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 154 наименования статей.

Краткое содержание диссертации

Введение посвящено обсуждению нового метода изучения В® - мезонов, его возможностей и перспектив, а также наиболее важных результатов, полученных с его помощью, по изучению В°- мезонов и Y(5S)-резонансов. В нем также формулируется тема исследования и приводится план расположения материала.

В Главе 1 обсуждаются теоретические модели и имеющиеся предсказания значений относительных вероятностей распадов В® - мезонов. Теоретический обзор начинается с описания стандартных методов расчётов вероятностей распадов В®- и В-мезонов. Приводится классификация различных типов распадов (рис.1). Рассматриваются основные существующие вопросы, которые могут быть решены при изучении распадов В° - мезонов. Обсуждается возможность сравнения распадов -

мезонов с соответствующими распадами В+- и В0- мезонов с целью проверки Би(3) - симметрии [25], в частности, при измерениях "древесных" распадов > -» БГ В° к, В5°-> О" р+ и В°-> ОГ Р+-

Ряд специфических распадов - мезонов может быть использован для проверок различных теоретических моделей. В частности, распады » фу и В® —> у у описываются диаграммами, которые часто называют радиационный "пингвин" и аннигиляционный "пингвин". Как известно, "пшггвинные" распады чувствительны к потенциальным вкладам Новой Физики (процессам, не описываемым СМ). Поэтому важным элементом проверки Стандартной Модели является сравнение теоретических предсказаний, полученных в рамках СМ, с экспериментальными измерениями различных "пиигвинных" распадов, в частности, В°—>фу [26] и В°—>уу [27].

Обсуждаются возможности проверки Стандартной Модели в распадах В® -мезонов. В частности, интегральная СР - асимметрия, измеренная в распадах В0—>К+ тГ , неожиданно оказалась существенно отличной от асимметрии в распаде В+ —»К+ , что было интерпретировано в ряде теоретических статей как возможное указание на вклад процессов, не описываемых СМ. Хотя позднее ряд авторов предложили возможное объяснение этого эффекта как результат вклада адронных поправок, тем не менее, в данном вопросе сохраняется существенная неясность. Дополнительную информацию по данной проблеме можно получить из измерения относительной вероятности распада В°—>К+К~ [28].

Важная информация может быть получена из измерений вероятностей распадов ■В (В5°-> И: БГ), 2 (В°-> ВГ БП и 2 (В° -> ЭГ БГ) [29,30]. Предположительно эти распады имеют исключительно СР-чётные конечные состояния и доминируют среди всех распадов с фиксированным СР.

Основываясь на этих предположениях и используя измеренные вероятности приведенных выше распадов, можно вычислить параметр ДГ5СР / Г5. Сравнивая данный параметр, вычисленный таким методом и полученный напрямую из измерения разницы времени жизни СР-чётных и СР-нечётных каналов распадов

Рис. 1: Диаграммы распадов В^- мезонов: "древесные" (а) В° —*О]я* и (Ь) Я/—►

£>/, подавленные по цвету (с) В/—> Б0К0 и (с!) В?Му/Т], "пингвин" (е) и "древесный" ф распад В°—>КГК~, "пингвины "(¿) 5'/—> ф у и (И) В° у у

В° - мезонов, можно провести критическую проверку СМ, в рамках которой данные два параметра должны совпадать.

Интересная информация может быть получена из сравнения относительных вероятностей распадов В° —> 1/у ф , В° —» Л и В° —> IV V- Поскольку в доминирующих диаграммах этих распадов образуется - пара, из которой формируются ф-, Г)- и л'-мезоны, то измеряя вероятности этих распадов, можно получить относительную вероятность образования ф-, г|- и т)'-мезонов из этой пары, что, в свою очередь, важно для понимания механизма г| - г|' смешивания [31,32].

Обсуждаются теоретические ожидания для относительной вероятности инклюзивного полулептонного распада В° - мезона 2?(В® —»'у).

В Главе 2 рассматриваются существующие.экспериментальные данные по измерениям распадов В°- мезонов. Эти данные были получены в основном на адронном коллайдере Тэватрон в экспериментах СБР и БО. Более ранние данные, полученные на экспериментальных установках ЬЕР, имели низкую статистическую значимость. Обсуждается также теоретическая интерпретация имеющихся данных.

Рассматриваются последние результаты по измерению разницы масс собственных СР- состояний Дт5 в распадах В°- мезонов в экспериментах СББ и БО [33,34]. Также обсуждаются результаты прямого измерение параметра ДГ8 / Г8 [35,36]. Полученные в этих работах результаты измерения значения ДГ5 / Г5 и фазы р5, ответственной за СР- нарушение в В° - распадах, хотя и несколько отклоняются от ожидаемых в рамках СМ, имеют слишком большие статистические погрешности для того, чтобы сделать однозначное заключение о наблюдении процессов, не описываемых в рамках СМ.

Основное внимание было уделено результатам измерений, полученных в экспериментах СЭР и БО, относительных вероятностей базовых каналов распадов, таких как .В? -> В° -» Уц» ф, В°-> К+ К", В° -» КГт:\В°-> БГ 01 и В®-» —>0^+Ху [23,24,37-40]. Большой интерес представляет измерение интегральной СР - асимметрии в распаде В®—> К"п+, недавно представленное коллаборацией СБР на конференциях.

В Главе 3 обсуждаются теоретические модели, описывающие распады Y(5S)-резонанса в конечные состояния с В°- и В-мезонами [41-43]. Y(5S) - резонанс представляет собой "тяжёлый" боттомониум и его конечные состояния должны предсказываться теоретически с достаточно высокой точностью. Предсказания включают в себя вероятность распадов отдельно в - мезоны и В- мезоны, а также в различные специфические конечные состояния, такие как двух-частичные °° , Bs°Bl + В* В®, В* Bf, В В , В В"+ В*В , В*Г каналы и трёх-частичные В В л, В*В л, В* В* 71 каналы. Резонансные состояния распадаются со 100% вероятностью по каналам Bj —у и В*—> В у. При изучении каналов распадов Y(5S)-резонанса необходимо учитывать возможность процессов радиационного возврата в область энергии Y(4S) - резонанса или несколько выше, с последующим образованием В-мезонов.

Существующие теоретические модели в большинстве основаны на простой модели, учитывающей форму волновой функции для bb- пары в 5S- состоянии. Дополнительно учитывается фазовый объём и спиновая структура для каждого конечного канала. В целом, процентные вероятности порядка 10% и более ожидаются для Bg Bj|, В В* и В* В* каналов. С другой стороны, имеющиеся предсказания для долей распадов в трёх-частичные каналы неожиданно предполагают низкий уровень менее 1% для таких конечных состояний. Следует отметить, что предсказания для трёх-частичных каналов включают плохо измеренные параметры, значения которых могут быть существенно пересмотрены в будущем.

Глава 4 содержит описание экспериментальной установки: асимметричных по энергии накопительных колец коллайдера КЕКВ [44] и детектора Belle [45]. Обсуждаются также используемые методики реконструкции заряженных треков и нейтральных фотонов и полного восстановления событий. Детектор Belle был смоделирован и оптимизирован для измерения СР- нарушения в распадах В- мезонов. Элементы детектора расположены цилиндрически-симметрично относительно точки взаимодействия пучков. Внутри детектора действует магнитное поле напряженностью 1.5 Т, создаваемое сверхпроводящим соленоидом. Основными компо-

нентами детектора Belle являются кремниевый вершинный детектор (SVD), многопроволочная дрейфовая камера (CDC), аэрогелиевый детектор Черенковского излучения (АСС), временипролетная система (TOF), электромагнитный калориметр (ECL) на основе кристаллов Csl (TI), сверхпроводящий магнит, а также система мюонных камер (KLM), расположенная в ярме магнита. Детектор покрывает телесный угол в интервале от 17° до 150° по полярному углу, что составляет примерно 92% от полного телесного угла 4л; в системе центра масс е+е~ пучков. Универсальный характер установки позволяет проводить широкий спектр измерений, в частности, различных распадов В®-, В- и D- мезонов, т- лептонов, а также двух-фотонных и других процессов.

В Главе 5 представлена концепция предложенного метода изучения В®-мезонов в е*е~ аннигиляции при энергии в области Y(5S) - резонанса. Сечение рождения адроиов в е*е~- аннигиляции при полной энергии в области (10.5-11.3) ГэВ было впервые измерено коллаборацией CLEO в 1985 году. Данное распределение, кроме ярко выраженного Y(4S) - резонанса, имело два пика существенно меньшей амплитуды в области энергий 10860 МэВ и 11020МэВ, которые были классифицированы как Y(5S)- и Y(6S)-pe30HaHCbi (рис.2). В то время как Y(4S)-резонанс многие годы широко использовался для изучения В- мезонов коллаборациями ARGUS и CLEO, экспериментальные данные в области энергии Y(5S)-резонанса долгое время практически не набирались.

Первый образец данных в области энергии Y(5S)- резонанса, набранный CLEO в 1985 году, составил всего лишь 0.1 fb~' (эти данные соответствовали некоторому интервалу энергий в области Y(5S)-резонанса) и был слишком мал для обнаружения образования В®-мезонов. Больший образец данных в Y(5S)-резонансе был набран CLEO в 2003 году и составлял 0.42 fb"1 . На основе этих данных было получено первое свидетельство рождения В®-мезонов при энергии Y(5S) - резонанса [21,22]. Однако значимость полученных результатов была слишком низкой для того, чтобы получить статистически надёжные оценки параметров рождения мезонов в е+е~-столкновениях. В частности, даже после публикации результатов CLEO коллабора-

Рис. 2 : Нормированное сечение рождения адропов (видимая часть) как функция полной энергии е*е~- столкновения

ция ВаВаг приняла решение не набирать данные в Y(5S)-резонансе, посчитав это бесперспективным для изучения В®-мезонов.

Коллаборация Belle провела первый набор данных в Y(5S) - резонансе в 2005 году. Был получен пробный (инженерный) образец данных, составлявший 1.86 fb"1, что в 4.5 раза превосходило образец, полученный CLEO. На базе этих данных были получены количественные оценки различных параметров, необходимых для построения целостной методики изучения Bf-мезонов в е+е~- аннигиляции [1,2]. В 2006 году Belle набрала дополнительно 21.7 fb"1, а позднее, в 2008 и 2009 годах, увеличила полное количество данных в Y(5S)-резонансе до примерно 121 fb"1. На основе данных, полученных на статистике 1.86 fb"1, были сделаны предварительные оценки, и было получено, что для статистически значимых экспериментальных измерений распадов В®-мезонов необходимо набрать по крайней мере 20fb'1.

Для наиболее эффективного изучения В®- мезонов было необходимо выбрать полную энергию е*е~- столкновений, соответствующую наибольшему выходу Bs°-мезонов. Область оптимальной энергии была приблизительно известна из результатов CLEO, однако точный выбор энергии важен при наборе большого объёма данных. Для выбора оптимального значения энергии в самом начале эксперимента

были набраны 5 небольших образцов данных по -25 рЬ"1 в районе полной энергии 10870 МэВ с шагом 20 МэВ (рис.3).

Для каждого образца было определено отношение числа адронных событий при значении второго Фокс-Вольфрам момента меньше 0.2 к числу е+е~ (Бхабха) конечных событий. На основе этих данных была выбрана энергия 10869 МэВ. Позднее более аккуратная калибровка показала, что выбранные параметры коллайдера соответствуют энергии 10867 МэВ.

Рис. 3: Отношение числа событий с адронными конечными состояниями при Дг < 0.2 к числу конечных е+е~- (Бхабха) событий как функция полной еФе~ энергии в системе центра масс

Другой важной проблемой являлось точное определение полного числа родившихся - мезонов в набранном образце данных. События с адронами в конечных состояниях, регистрируемые в е+е~- столкновениях при энергии У(58)-резонанса, могут быть классифицированы на категории, как показано на рис. 4. В данной классификации учитываются только адронные события, в то время как другие категории событий не рассматриваются (такие как рождение т- пептонов, двух-фотонные, радиационные переходы, цр, Бхабха и другие). Как показано на рис. 4, процессы резонансного У(5Б) рождения и Ъ Б- континуум имеют одинаковые конечные

^Нас1готс еуег^ а! (У(58) ге^оп^ (^соп^пицт) ({мГ^с сопйпиип^

^ I/

X»; сЬаппЫ) (в^вЛ (В.В,

Рис. 4: Классификация адронных событий в е+е - столкновениях при энергии У(5Б)-резонанса

состояния и не могут быть разделены. Поэтому оба эти класса событий объединены в класс ЪЪ- событий. В свою очередь, ЪЪ- события могут быть разделены на два класса: конечные состояния с - мезонами и конечные состояния с В+- и В°-мезонами. События с В®- мезонами могут быть разделены на три категории: В® В5° , В®Вз + В* В!? и В* В* . Следует отметить, что методически невозможно разделить конечные состояния В® Вд и В* и эти состояния всегда рассматриваются совместно.

Принимая во внимание данную классификацию, для того, чтобы определить полное число В® - мезонов в выбранном наборе данных, ряд параметров должен быть

определён с высокой точностью. Важной частью этой задачи является измерение абсолютного и относительного значения интегральной светимости. Абсолютное значение интегральной светимости измерялось с использованием стандартной Belle процедуры и имело погрешность порядка 1.4 %.

Более высокая точность была получена для отношения интегральных све-тимосгей изучаемого набора данных, полученного в Y(5S)-резонансе, и некоторого набора данных, набранного в континууме ниже энергии Y(4S)-резонанса. Погрешность отношения светимостей не включает погрешностей, связанных с теоретическим моделированием процессов, и по этой причине составляет всего - 0.4 %. Используя полученное отношение значений светимостей, было получено значение сечения рождения bb- пары при энергии eV"- столкновений, равной 10867 МэВ: сг (е+е~—» bb, 10867 MeV) = (0.302 ± 0.015) нб.

Следующим важным параметром являлась доля событий с рождением В? -мезонов среди всех событий с образованием bb- пары, обозначаемая fs. Следует отметить, что подобная характеристика на адронных коллайдерах также обозначается fs, хотя её численное значение существенно отличается. Для определения значения fs были получены импульсные распределения Ds- и D0- мезонов в Y(4S), Y(5S) и континууме ниже энергии Y(4S) - резонанса. Нормируя импульсные распределения Ds- и D0-мезонов на полную энергию е*е~- столкновения и делая моделыго-зависимое предположение о значении 2? (В®—> Ds X), было получено значение fs = (18.0 ± 1.3 ± 3.2) % .

Для дальнейшего изучения В° - мезонов также нужно точно определить доли событий в В° , BfBj + В; В® и Bj Bs' каналах относительно суммы событий в этих трёх каналах. Для получения значений этих долей необходимо провести полную реконструкцию В® - мезонов в каналах распадов, дающих значительное число сигнальных событий и не слишком большое число фоновых событий. Как показывает Монте Карло моделирование, каналы В° В? , В "В* + В* Вь° и В* В*

могут быть надёжно разделены с помощью параметров МЬс и ДЕ. Эти параметры вычисляются по формулам:

МЬс=^Е-е2ат~Рв'2 , ДЕ = Е£-Еь'вап (1)

где Е;еат- это энергия пучка, а Ер и Рв* - это энергия и импульс реконструированного В"- мезона в системе центра масс. На рис. 5 показано двумерное распределение по переменным МЬс и ДЕ для распадов В- и В°- мезонов, смоделированных с помощью метода Монте Карло. Как видно из рисунка, вклады трёх каналов с В°-мезонами существенно разделены на двумерном распределении по переменным Мьс и ДЕ. На этом же рисунке показаны вклады каналов с рождением В+- и В0-мезонов, которые будут обсуждаться ниже.

Соответствующие доли каналов распадов были получены при изучении распада В°—>Б7тс+ [4]. В анализе был использован образец данных 23.6 Л"1. Были получены следующие результаты: Ц В^ В^) = (90.11|'о ± 0.2)%, Щ3°в^)=(7.3 ±0.1)%, ДВ^В") = (2.6 )%. Как видно из полученных результатов, канал В* В!| является доминирующим.

Из приведённых выше оценок можно получить, что полное количество рождённых В® - мезонов для образца с интегральной светимостью 1 Л"1 составляет приблизительно 105. Это позволяет сделать вывод о возможности изучения ряда распадов В®-мезонов в е+е~- столкновениях при энергиях У(55) - резонанса при объёме набранного образца данных порядка 20 Я)"1 или больше. На основе измеренных параметров были получены предварительные оценки числа событий, ожидаемых в базовых каналах распадов В®- мезонов.

В Главе 6 обсуждаются результаты измерения ряда каналов распадов -мезонов. Результаты были получены с помощью нового метода изучения В° -мезонов в е+е~-столкновениях при энергии У(5Б)-резонанса на основе образца данных 23.6 й>"\ В числе первых были измерены распады В® —► В® —>

-»^"тс4', В5°—р+, В°-»ОГр+ и [4,5], которые описываются так

называемыми "древесными" диаграммами (рис. 1(а)). Эти "древесные" диаграммы не подавлены по каким-либо характеристикам, и таким образом эти распады В®-

5.45

Ф

О

5.35

5.25

-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2

АЕ (СеУ)

Рис. 5 : Двумерное распределение по переменным Мьс и АЕ для распадов У(5Я) -резонанса в каналы °°, В°В" + В^ ВЛ? и В* 2?/ (сигнальные области показаны как эллипсы), а также в различные каналы с В - и В0- мезонами в конечном состоянии (трапециидалъная область)

мезонов должны иметь достаточно большую относительную вероятность порядка Ю-2 - 1(Г3 (за исключением распада В"—К+).

Экспериментально получены значения вероятностей распадов В®-мезонов: Ъ(В°->о;<1 = ( 3.67 ^о.зз (стат) (сист) ± 0.49 (£) ) х 10"3,

2(В5° -> БГ к+) = (2.4 (стат) ±0.3 (сист) ±0.4 (£,) х 10 "3, 2(В5°-*В~р+) = (8.5 (стат)±1.1 (сист) ±1.3 (£))х 10'3, Ъ (В5°-* 1>Гр+) = ( 11.8(стат) ± 1.7 (сист) ± 1.8 (£)) х 10"3.

Три последних распада измерены впервые. Распределения по МЬс и ЛЕ для распада В® —»БГ тС при отборах, соответствующих каналу У(5 Б) —»ВдВ^, показаны на рис. 6. В распаде В° —«-О^^ были измерены значения масс В®- и В^-мезонов: М(В5°) = (5364.4 ± 1.3 ± 0.7) МэВ/с2 и М(В5*) = (5416.4 ± 0.4 ± 0.5) МэВ/с2

О С. Н О

5 (а) й 2

МЬс (СеУ/с2) Д Е (ввУ)

Рис. 6 : МЬс (а) и АЕ (Ъ) распределения для распада —» при отборах,

соответствующих каналу ¥(58) —* В* В*5 : интервалы АЕ [-80,-17] МэВ для М/,с распределения и Мьс [5.41,5.43] МэВ/с2 для АЕ распределения. Кривыми линиями показан результат подгонки данных, пунктирной - сигнала, точечной - фона, а сплошной - их сумма

Полученные значения относительных вероятностей распадов хорошо согласуются с теоретическими предсказаниями, сделанными в рамках Н(^ЕТ [46].

Существенный интерес представляет сравнение вероятностей этих В5°- распадов с подобными распадами В+- и В0- мезонов, получаемыми при замене я-кварка в -мезоне на и-кварк или с/-кварк. Такая операция замены не меняет существенно механизм распада в предположении 811(3) - симметрии. Предположительно эти распады "близнецы" В°-, В+- и В0- мезонов должны иметь близкие по значениям

вероятности распадов. Небольшое различие в массах В- и - мезонов и D- и Ds-мезонов, а также между их константами связи, может приводить к поправкам порядка 10 %, но не должно значительно нарушать равенство вероятностей распадов "близнецов". При сравнении с данными из PDG [47] видно, что полученные относительные вероятности распадов находятся в разумном согласии с величинами, полученными для распадов "близнецов".

В работе [6] были измерены два процесса, описываемые "пингвинными" диаграммами (рис. l(g), (h)): распады В°—>фу и В° —»у у. Относительную вероятность распада В® —> ф у можно сравнить с подобным значением для распада "близнеца" В —> К у. Предсказываемое в рамках СМ значение относительной вероятности | распада В® —» у у [28] слишком мало для того, чтобы быть обнаруженным на j имеющихся данных, набранных в Y(5S) - резонансе. Однако вклады, не описываемые J СМ, могут в несколько раз увеличить относительную вероятность этого распада, j Поэтому важно получить наилучшее значение верхнего предела для этого распада. J Первое измерение распада Bs°—> ф у было выполнено коллаборацией Belle, по-

j лучена относительная вероятность Ъ (В°—> фу) = (5.7 ÎJJ ) х 10 [6]. Полученное значение согласуется в пределах ошибок с PDG значением для распада I "близнеца" : Ъ (В°-> К*(892)° у) = (4.01± 0.20) х 10 "~5 [47]. Распределения по j параметрам МЬс и АЕ для распада —> ф у при отборах, соответствующих каналу ! Y(5S)—>В*В* , показаны на рис.7.

В распаде В° —» у у не наблюдалось превышения над фоном в области ожида-I ем ого сигнала и был получен верхний предел S (В®—>у у) < 8.7 х Ю~6. Этот предел является лучшим в мире на сегодняшний день. Следует отметить, что измерение распада В°- мезона в два фотона с подобной точностью в экспериментах на адрон-) ных коллайдерах, скорее всего, невозможно. В рамках СМ (диаграмма представлена J на рис. l(h)) предсказывается относительная вероятность данного распада порядка | (0.4-1.0) х 10 ~6, однако в ряде моделей, являющихся расширениями СМ, этозна-j чение может достигать (3-4) х 10~6. Эти расширения СМ включают, в первую оче-

j редь, модели с заряженным бозоном Хиггса, с четвёртым поколением кварков и

[

I

I

Рис. 7 : МЬс (слева) и ЛЕ (справа) распределения для распада В5°—> ф у при отборах, соответствующих каналу ¥(58) —> В] В*5 . Пунктирной линией показан фон, серым цветом - сигнал, а сплошная чёрная - их сумма, полученная из подгонки данных

некоторые варианты Супер Симметричных моделей с нарушением Я- чётности и обменом нейтралино. К сожалению, полученный верхний предел пока ещё несколько превосходит значения, ожидаемые в этих экзотических моделях.

Ещё одним распадом, измеренным с помощью нового метода, был распад —> —>К+К~ [7]. Этот распад может быть соотнесён, предполагая и-спин симметрию, с распадом "близнецом" В0 —> К+ % . Кроме того, дополнительный интерес к этому распаду придаёт тот факт, что конечное состояние в распаде В® —> К1 КГ является собственным СР- состоянием. В то же время этот распад может идти как через доминантную "пингвинную" диаграмму (рис. 1(е)), так и "древесную" диаграмму, подавленную по углу Каббибо и по Ъ—*и переходу (рис. 1(Ц).

Полученное значение относительной вероятности В® —»К7КГ распада, ^(В0 —► —у К+ К") = (3.8 (стат) ± 0.5 (сист) ± 0.5 (£,) ) х 10 хорошо согласуется со значением В (В° —> К+ К") = (3.3 ± 0.6 ± 0.7 ) х 10"5, полученным в эксперименте СЭР [24]. Однако это несколько превосходит относительную вероятность распада ®(В°—> К+ тГ ) = (1.94±0.06)х 10~5 [47].

В работе [8] изучались распады В°— Б~ Б^, В°-+ Б5'~ Б* и В5° -»БГ Бь". Эти распады представляют особый интерес, поскольку их конечные состояния являются (по крайней мере их большая часть) собственными СР- состояниями. Эти распады описываются "древесными" диаграммами (рис. 1(Ь)). Измерение относительных вероятностей этих распадов позволяет косвенным образом получить параметр ДГ5СР/Г5.

Однако это можно сделать только в рамках следующих предположений:

1) распады В°->Б; Б; , В£->БГ Б, и В°-*БГ БГ являются СР- чётными собственными состояниями с долей, близкой к 100%.

2) эти распады доминируют среди всех В® - распадов с фиксированной Отчётностью.

Для того, чтобы проверить первое утверждение, необходимо провести угловой анализ распада В® —> Б'~ Б*^. Тем не менее, можно ожидать, что первое утверждение выполняется с точностью примерно (7-10) % . Второе утверждение также требует дополнительных экспериментальных проверок. Существенную проблему могут представлять в этой связи конечные состояния с дополнительными пионами, такие как В°—>БГ Бз и0. При этом пион может быть продуктом распада резонанса типа —> Б^ . Принимая во внимание, что чётные и нечётные вклады будут компенсировать друг друга, можно предположить, что чистая разница всех возможных СР фиксированных вкладов относительно вклада этих трёх распадов будет меньше, чем 10%.

Используя данные, набранные в У(5Б) - резонансе, были измерены относительные вероятности распадов В®- мезонов: Ъ (В° —> Б7 Б^) = (1.0 -о!г ) ®(В°->БГ Б+) = (2.8 ±8;? ± 0.7)%, ®(В°->БГ БГ) = (3.1 ± 0.8)% [47]. Сумма этих трех каналов составляет (6.9 ± 1.9) % , что в рамках описанных выше предположений даёт значение ДГ,СР/ Г5 = (14.7!§;{; ± 0.8) %, где указаны (по порядку) статистическая, систематическая и теоретическая погрешности. Теоретическая погрешность включает неопределённости, учитывающие только первое предположение, рассмотренное выше.

В диссертации также кратко обсуждаются последние результаты изучения распадов В°-мезонов, полученные с помощью предложенного метода и представленные на международных конференциях. Эти результаты [48,49] были опубликованы как материалы конференций и в электронном виде и должны быть опубликованы в реферируемых журналах в ближайшее время. Соответственно, эти работы не включены в основной список публикаций автора по теме диссертации.

Интересные результаты были получены при измерении распадов, описываемых диаграммой, подавленной по цвету (рис. 1(d)). В этом классе распадов были измерены относительные вероятности процессов В° —>J/\j/T] и В®—»J/yr)' [48]. Были получены значения :

S (В®-»J/vп) = (3.32 ±0.87(стат) ЦЦ (сист)±0.42(fs))х 10~4 и 2?(В° —> J/ty ri') = (3.1 ±1.2 (стат) (сист) ± 0.38 (fs))x 10~4.

Следует отметить, что эти конечные состояния представляют собой собственные CP- состояния. Ранее в эксперименте CDF [36] была также измерена относительная вероятность распада 2?( В°—> J/vj/ ф ) = (1.3 ± 0.4 ± 0.2 ) х 10 '3. Совокупность этих трёх измерений, несмотря на значительные погрешности, позволяет получить качественную картину формирования т|-,г|'- и ф-мезонов из sS-пары.

Из измерения относительных вероятностей В® —> J/y ф, В® —> J/y г] и В® —> J/v|/ г] ' распадов можно сделать заключение о примерном равенстве ss- компоненты в т|- и г)'-мезонах. Кроме того, сравнивая с каналом с ф-мезоном, можно предположить, что ss-компонента в т(- и т]'-мезонах составляет порядка (25-35)%.

Кратко обсуждается результат измерения относительной вероятности полу-лептонного инклюзивного распада B®—>X+f"v [49]. Полученное значение, 2? (В® —► —>X+^~v) = (10.2 ± 0.8 ± 0.9)%, хорошо согласуется с подобной величиной для В°-мезонов, взятой из PDG [47], Ъ (В°-> X"rv) = (10.33 ± 0.28 ) %.

В целом, отмечается неплохое согласие между полученными значениями относительных вероятностей В®- распадов и относительными вероятностями соответствующих им распадов В+- и В°-мезонов.

В Главе 7 обсуждаются результаты измерения долей распадов У(5Б)- резонанса в различные конечные состояния. Следует отметить, что условно говоря о процессе распада У(58)-резонанса, подразумевается образование конечных состояний в е+е~-' столкновениях при энергии У(5Б) -резонанса. Как отмечалось выше (рис. 4), конечные состояния могут формироваться как через образование У(5Б)-резонанса, так и напрямую, из ЬЬ-пары в контиууме. При этом с квантовомеханической точки зрения эти процессы не могут быть разделены.

На рис. 4 показана схема образования возможных конечных состояний в е*е~-аннигиляции при энергии в области У(5в) - резонанса. Рассматривая более детальную картину, видно, что энергии У(5Э) - резонанса достаточно для образования двух-частичных состояний с В®- мезонами , В^ + В* , В* Вз, двух-час-тичных состояний с В-мезонами ВВ, ВВ*+В*В, В*В*, трёх-частичных состояний с В- мезонами В В п , В В* п + В*В п, В* В* л, а также четырёх-частичного состояния ВВтстс. Под В- мезоном здесь подразумеваются как заряженные, так и нейтральные В. Резонансные состояния распадаются со 100% вероятностью по каналам В^—> В® у н В*—> В у. Кроме того, У(5Б) -резонанс может распадаться в комбинацию из какого-либо нижележащего состояния боттомониума и лёгких л- и т] - мезонов, либо фотона. Вообще говоря, все конечные состояния с боттомониумом могут в сумме достигать нескольких процентов. Потенциально ЬЬ- пара может аннигилировать, производя конечные состояния без ¿»-кварков, однако ожидается, что вероятность такого процесса столь мала, что при существующей точности ею можно пренебречь. Дополнительно к прямому распаду У(58) - резонанса можно ожидать также значительную долю событий с радиационным переходом в несколько меньшую энергию (например, в У(4Б) - резонанс) с последующим распадом в каналы с В-мезонами.

Полная вероятность перехода во все каналы с В®- мезонами была получена в работе [1 ], она составляет ^ = (18.0 ± 1.3 ± 3.2)%. Разделение по отдельным каналам с В°- мезонами было получено с помощью распада В® —* тС. Соответствующие

значения долей каналов [4] составляют Д В* В^ ) = (90.1±0.2)%, ^ В°11) = = (7.3 ± 0.1)%, Ц В°В°) = (2.6 )% .

Изучение распадов У(5$)- резонанса в каналы с В-мезонами было выполнено в работе [3]. Для реконструкции В- мезонов использовались пять каналов распадов: В+—►1УК+, В0-* 1Л(/К*0, В°-»В'я:+ и В+—»0° к+ (последний канал в двух модах распада Б0 —► К+тс " и Б0 —► К+я +л "к ~ ). Все эти каналы распадов включают только заряженные частицы в конечном состоянии, что позволяет избежать больших систематических погрешностей, связанных с восстановлением фотонов. Кроме того, относительные вероятности распадов для всех пяти каналов измерены с высокой точностью на данных, полученных в У(48) - резонансе, что обеспечивает низкие систематические погрешности.

Для этих пяти каналов были построены двумерные распределения по переменным МЬс и ДЕ , аналогичные показанному на рис. 5, где представлены события, смоделированные с помощью метода Монте Карло. Для получения полной вероятности образования В- мезонов использовалась комбинированная переменная ДЕ + Мьс - шв, где шв - это масса В- мезона. Используя подгонку по этой переменной, были получены вероятности образования заряженных и нейтральных В- мезонов в пересчёте на одно событие с образованием ЬЬ-пары : ^В4) = (72.11|ц ± 5.0)% и Г(В°) = (77.015 6 ± 6.1)%, Также было получено среднее значение для заряженных и нейтральных В: (73.7 ±3.2 ±5.1)%.

События, лежащие внутри сигнальной полосы, показанной на рис. 5, использовались для дальнейшего детального разделения каналов. Во-первых, вероятности двух-частичных каналов были определены с помощью проекции событий из сигнальной области на переменную Мьс. Эти распределения (проекции) были получены для пяти изучаемых каналов распадов В-мезонов. На рис. 8 показаны соответствующие Монте Карло моделированные распределения и суммарное распределение на данных после вычитания фона и коррекции на экспериментальную эффективность. Используя формы распределений, взятые из Монте Карло модели-

рования, в результате подгонки были получены значения долей двух-частичных каналов: f(B В) = (5.5 t^ ± 0.4)% , f(B Г+В*В) = (13.7 ± 1.3 ± 1.1)% и f(B*F") = =(37.5 ij;, ±3.0)%. Кроме того, была определена доля событий в области больших значений Mte> 5.348 GeV, f (Large Мьс) = (17.5 ± 1.3) Го.

Рис. 8 : (а) Полученные методом Монте Карло МЬс распределения для каналов распадов (слева направо) ВВ, ВВ'+ В'В, В*В' , В В ля (заштрихованные гистограммы), а также ВЪ л В В*к + В' В л и В* В' к (простые гистограммы). (Ь) Распределение по переменной Мьс на данных для суммы пяти каналов распадов В-мезонов после вычитания фонов. Результат подгонки данных в области двухчастичных распадов показан гистограммой

Для получения значений долей трёх-частичных каналов дополнительно к реконструированным В- мезонам были реконструированы также заряженные тс- мезоны, рождаемые в распадах в ВВ л,В В* + В*В к и В* В* я каналы. На рис. 9 показаны распределения по ДЕ+МЬс- тв переменной, построенной для недостающей системы.

В недостающую систему входит невосстановленный В-мезон, а также, в случае присутствия В*-мезонов, незарегистрированные один или два фотона из распада

Рис. 9 : (а) Полученное методом Монте Карло распределение по переменной АЕ+Мьс- тв , полученной для недостающей системы к реконструированным В- и я- мезонам. Каналы распадов (слева направо) В В л, В В* ж+ В*В лу В"В' к и ВВ пк представлены пиками в гистограммах. Физический фон для этих распадов показан как плоское распределение. Распределение по этой же переменной на данных (Ь) показано точками с статистическими погрешностями и представлено вместе с результатами подгонки (пунктирная кривая линия - фон, сплошная кривая линия - сумма фона и сигнала)

В*—> В у. В результате три трёх-частичных канала сдвинуты в этом распределении относительно друг друга на значение энергии фотона. Кроме того, небольшой пик, соответствующий каналу В В лгл;, наблюдается в самой правой части распределения. Как видно из этого распределения, эффективность регистрации четырёх-частичного канала значительно ниже, что обусловлено малыми значениями импульсов к-мезонов в этом канале. Поэтому было решено не включать четырёх-частичный канал в подгонку данных, показанную на рис. 9 (Ь).

Как видно из рис. 9(Ь), только канал В В*л: + В*В к наблюдается на данных с высокой значимостью. По-видимому, это обусловлено тем, что данный распад идёт

в 8- волне. При подгонке данных были получены значения долей трёх-частичных распадов: Г(ВВ л) - (0.0 ± 1.2 ± 0.3) %, Г (В В* тс + В*В л) = (7.3 ± 0.8) % и Г(В*В5гя) = (1.0^;| ±0.4)%.

Представленные значения долей трёх-частичных каналов получены в предположении изотопической симметрии, в рамках которой вероятности распадов с заряженными п- мезонами и с нейтральными л- мезонами соотносятся как 2:1. Интересно отметить, что полученные значения указывают на то, что значительная доля событий порядка 9.2% не попадает ни в один из изучаемых каналов. Эти события могут быть объяснены как результат радиационного возврата в область ¥(4Б)- резонанса или несколько больших энергий с последующим образованием В-мезонов. Проведённые расчёты показывают, что такие процессы должны иметь вероятность порядка 10%. Это хорошо согласуется с долей ненаблюдаемых событий.

В Главе 8 представлены результаты измерений нескольких распадов В-мезонов с подхватом 55-пары. В дополнение к основной теме диссертации по рождению и распадам У(5Б)-резонанса и В°-мезонов динамика взаимодействий Ь- и 51- кварков изучалась также в распадах В- мезонов, рождённых в У(4Б) - резонансе. Особенностью 5- кварков является их "промежуточная" масса, которой нельзя полностью пренебречь в распадах В- мезонов, как это часто делается в случае лёгких с!- и и-кварков. Кроме того, такие распады позволяют лучше понять механизм подавления рождения кварков по сравнению с лёгкими кварками, что наблюдается в целом ряде процессов. Одним из примеров может служить примерно четырёхкратное подавление рождения В^-мезонов по сравнению с рождением В+- и В°-мезопов на Тэватроне. Похожее подавление наблюдается также и в распадах В-мезонов.

Были изучены распады В —>В(*} К" К0'*', В->фКу и В0-»Б5,(2317)+ К". Диаграммы, соответствующие этим распадам, показаны на рис. 10. Эти три процесса описываются существенно различными диаграммами, однако имеют общую особенность - они включают в себя подхват пары. Измеренные значения относительных вероятностей распадов для этих процессов можно сравнить с соответству-

Xs^ e.

D"

В

Рис. 10 : Диаграммы распадов В-мезонов с подхватом ss- пары: а) "древесная" диаграмма для процесса » D" К~ К Ь) радиационный распад В"—* фК~у и диаграмма с W- обменом для процесса В0—*Dsj(23l7)+ К~

ющими вероятностями для процессов без подхвата пары, а также с подхватом пары лёгких кварков. Такое сравнение позволяет лучше понять механизм подхвата ss~ пары.

Первый процесс включает 8 распадов В —» D'*' КГ К0'*', для которых впервые были получены относительные вероятности [9] (табл. 1).

Процессы, описываемые диаграммой, представленной на рис. 10а, могут идти как напрямую, так и через образование промежуточных р(770)и ai(1260) резонансов. Потенциально вклады этих процессов можно разделить, изучая инвариантные массы систем К' К0 и К" К*0, однако полученные результаты не дают возможности сделать однозначное заключение. По-видимому, оба процесса, как прямой, так и с промежуточным резонансом, дают вклад в изучаемые распады. Важным результатом является сравнение полученных относительных вероятностей распадов со значениями для процессов без образования дополнительной ss- пары, такими как В —»D(*' nip'. Из сравнения с такими значениями, взятыми из PDG, видно, что рождение дополнительной л^-пары приводит к подавлению относительной вероятности распада примерно в 10 раз.

Распад В —> ф К у также включает подхват ss - пары (рис. 10Ь), однако его механизм существенным образом отличается. Такие процессы с рождением фотона обычно называются радиационным "пингвинным" распадом. Изучение данного рас-

Таблица 1 : Относительные вероятности распадов и верхние пределы для процессов В К ' К0<*>. Число событий, полученное при подгонке, эффективность рекон-

струкции и значимость сигналов также представлены в таблице

Распад Число соб. Эффектов. Относительная вероятность Значим.

ЛЕ / Мьс Ктг/КЗя, % или верхний предел (W4) о

D0 К К*0 46.7 ±8.2 7.71 7.5 ± 1.3 ±1.1 8.0

46.4 ± 7.4 -

D+ К" К*0 87.7 ± 11.4 5.23 8.8 ±1.1 ±1.5 10.4

88.8 ± 10.2 -

D*o к- к*о 32.8 ± 7.2 2.72 15.3 ±3.1 ±2.9 6.7

37.3 ±6.9 0.99

D*+K~K*° 37.5 ±6.4 3.28 12.9 ±2.2 ±2.5 9.5

38.6 ±6.3 1.05

D°K-K° 23.7 ±5.9 10.25 5.5 ±1.4 ±0.8 5.5

28.1 ±5.8 -

D+ КГ К0 10.3 ±5.0 6.62 1.6 ±0.8 ±0.3 2.6

5.8 ±4.5 - <3.1 (90% CL)

D*° К" К0 9.1 ±3.9 3.36 5.2 ±2.7 ±1.2 2.5

10.5 ±3.5 1.26 <10.6 (90 % CL)

D*+ К" К0 5.4 ±2.5 4.46 2.0 ± 1.5 ± 0.4 2.5

5.6 ±2.7 1.49 <4.7 (90% CL)

пада представляет особый интерес, поскольку нейтральный канал В°-+ ф К0 у может быть использован для поиска СР - нарушения.

В работе [10] впервые было получено значение относительной вероятности распада В~->• ф К" у. Полученное значение 2?(В" ф К" у ) = (3.4 ± 0.9 ± 0.4) х 10 6 опять же на порядок меньше, чем PDG значение для распада без подхвата ss- пары: ®(В~-+К*~у) = (4.03 ± 0.26) х 10 "5. На рис. 11 показаны распределения по пере-

менным МЬс и ДЕ для данного канала. Низкая значимость сигнала в нейтральном канале позволила лишь установить верхний предел на относительную вероятность па 90% уровне: 2?(В0—>фК0у) < 8.3 х 10"6. Полученное значение относительной вероятности распада в заряженном канале было позднее измерено коллаборацией ВаВаг [50]: 3 (В"-> ф К" у) = (3.5 ± 0.6 ± 0.4) х 10 "6. Это значение находится в хорошем согласии с представленным здесь результатом.

5.2 5.22 5.24 5.26 5.28

мьс (СеУ/с2)

<и

¿512

X10

я Л о о

0

(Ь)

-0.4 -0.2

0.2 0.4

Е-ЕЬеЯш (СеУ)

Рис. 11: Распределения по переменным Мьс (а) и ЛЕ (Ь) для распада В~-+фК~у. Пунктирные кривые показывают распределения, соответствующие вкладам фонов, сплошные кривые - сумме фона и сигнала. Эти кривые получены в результате подгонки

Был экспериментально изучен также распад В0—> О^ (2317)+ К" [11]. Теоретическая интерпретация этого распада представляет собой сложную задачу. Наиболее вероятная диаграмма распада представлена на рис. Юс. Однако существует возможность перерассеяния типа В0—» лГ —> (2317)+ К". Вообще говоря, в рамках четырёх-кварковой интерпретации О^ (2317)+ - мезона можно ожидать вклад от простейшей "древесной" диаграммы с подхватом лЗг - пары. Однако диаграмма, пока-

занная на рис. 10с, считается наиболее реалистичной для объяснения данного процесса.

Измеренная относительная вероятность распада оказалась неожиданно большой: 2(B°-+Dsj(2317)+ К") х S(DSJ(2317r —Ds+ n°) - (5.3 Щ ± 0.7 ± 1.4) х 10"5. Значение относительной вероятности распада Dsl (2317)+—► Ds+ л° не измерено, однако предполагается, что это доминирующий канал распада с вероятностью, близкой к 100%. Для сравнения относительная вероятность распада В° —> Dsj (2317)+ КГ несколько больше, чем Ъ (В»-> Ds+ К") = (3.0 ± 0.4) х 10 5, взятая из PDG. Хотя полученное значение имеет большие статистические и систематические погрешности, тем не менее, очевидно, что данные распады с Dsj(2317)+- и Ds+-мезонами в конечном состоянии имеют близкие по величине значения относительных вероятностей распадов. В более позднем измерении на большей статистике [51] относительная вероятность данного канала несколько снизилась до значения 2(В°—>Dsj(2317)+ К") х 2?(Dsj(2317)+—*Ds+rc°) = (4.4 ±0.8 ±0.6 ± 1.1) х 10"5, однако ■ это не изменило основное заключение о близости значений относительных вероятностей распадов в каналы с D^ (2317)+ - и Ds+ - мезонами.

Глава 9 посвящена обсуждению полученных результатов и перспектив на будущее. Основным результатом представленной работы является детальная разработка и реализация принципиально нового метода изучения В®- мезонов в е'е~~-столкновениях при энергии Y(5S) - резонанса, а также анализ полученных физических результатов. Ключевым моментом для реализации данного метода были детальные расчёты методики получения образцов данных, включающих в себя большое количество Bs°- мезонов. Кроме того, была разработана программа физических исследований, которые должны были быть проведены с помощью данного метода. На основе представленной детальной программы руководство коллаборации Belle приняло решение провести первый пробный набор данных в Y(5S)-резонансе. Анализ полученных результатов продемонстрировал перспективность данного метода. Одним из основных результатов диссертации является разработка физической программы и анализ данных на основе первого образца данных. Успешное выполне-

ние этой работы послужило основой для дальнейшего набора данных в Y(5S) -резонансе. Был набран значительно больший образец данных порядка 23.6 fb'1. Результаты исследования этого образца данных составляют основную часть диссертации. К настоящему моменту полная интегральная светимость образца данных в Y(5S)-резонансе, набранная Belle, составляет -121 fb'1.

Кратко обсуждаются возможности будущих измерений на больших объемах данных, набранных в Y(5S) - резонансе. Такие исследования могут быть проведены в будущем на В фабриках, планируемых в настоящий момент в КЕК (Япония) и Фраскатти (Италия). Обсуждаются возможности детального изучения как В®- мезонов, так и состояний ботгомониума, рождаемых выше энергии рождения двух В-мезонов. Возможности будущих исследований на данных, набранных в Y(5S) -резонансе, обсуждаются в работах [52-53].

В Заключении кратко сформулированы основные результаты диссертации.

1. Разработан принципиально новый метод изучения В° - мезонов в е*е~-столкновениях при энергии Y(5S)-резонанса.

2. Определены основные параметры, необходимые для изучения распадов В®-мезонов:

оптимальная энергия (в системе СМ) е+е~ - столкновений ЕСм= 10867 МэВ; сечение рождения bb- пары ст (eV —>• bb, 10867 МэВ) = (0.302 ± 0.015) нб; вероятность образования В° - мезонов из bb- пары fs = (18.0 ± 1.3 ± 3.2) %;

доля событий с В* If-парой f(B* Bf) = (90.1 ±f;g ±0.2)%.

3. С помощью нового метода получены относительные вероятности распадов: ад0-» Dr я4) = (3.67 ±g;ll (стат) (сист) ± 0.49 (fs) ) x 10 \

2?(В°—► DJК+) = (2.4 Î^ (стат) ± 0.3 (сист) ± 0.3 (fs) ) х 10'4, —» Ds*_ = (2.4 Îg;| (стат) ± 0.3 (сист) ± 0.4 (fs) x 10 "3, ®(Bs°-»D7p+) = (8.5 1Ц (стат) ±1.1 (сист) ± 1.3 (fs))x 10 "3, «(В^ОГр4) = (11.8 1Ц (стат) ± 1.7 (сист) ± 1.8 (fs) ) x 10°.

Три последних величины измерены впервые. Полученные значения находятся в хорошем согласии с теоретическими оценками [45] и со значениями для распадов "близнецов" В+- и В0-мезонов [46].

4. В распаде В® —> DJii* были измерены значения масс В®- и Bj-мезонов: М ( В®) = (5364.4 ± 1.3 ±0.7) МэВ/с2 и М (Bs*) = (5416.4 ± 0.4 ± 0.5) МэВ/с2.

5. Впервые измерена относительная вероятность распада 2(В°-ФГ) = (5.71Я Í{i)x\0-s,

получен лучший в мире (на сегодняшний день) верхний предел 2?(В®—>у у) < 8.7 х 10~6.

Эти значения совпадают с предсказаниями, полученными в рамках Стандартной Модели.

6. Измерена относительная вероятность распада

2 (В® ->К+К") = (3.811° (стат) ± 0.5 (сист) ± 0.5 (fs)) х 10 "5. Полученное значение согласуется с результатом, полученным CDF, и несколько превосходит значение для распада "близнеца" В0 —► К+ лГ.

7. Получены верхние пределы на относительные вероятности распадов: 2(В®->К°К°) < 6.6 х 10"5 (90% CL),

2(В°-»КГт1 + ) < 2.6 х 10 ~5 (90% CL), Ъ(В°~>к + %-) < 1.2х 10_5(90% CL).

8. Измерены относительные вероятности распадов 2 (В®—» Ds Ds) = (1 0 Í®íg;¡)%,

2 (В°— Dr Ds) = (2.8 ± 0.7) %, 2 (В® - Dr DD = (3.1 tU ± 0.8) % .

Две последних величины измерены впервые. На основе этих измерений получено суммарное значение для трёх каналов: Ъ ( В®-> DS(*)+DSW~ ) = (6.91\j ± 1.9 ) %, что позволяет вычислить соответствующее значение ДГ/7Г5 = С 14.7 ±|;g íl! ±0.8)%.

9. Изучены распады У(5 Б)-резонанса в каналы с В+- и В0 - мезонами. Измерены вероятности образования В+- и В0-мезонов:

Г(В+) = (72.11У ±5.0)% и ЩЗ0) = (77.0^ ±6.1)%.

Также получено среднее значение для заряженных и нейтральных В- мезонов (73.7 ± 3.2 ± 5.1)%. Это значение соответствует ожидаемому, с учётом ранее полученного для мезонов значения £;= (18.0±1.3±3.2)%.

10. Измерены доли распадов У(5Б)-резонанса в двух-частичных каналах: ДВВ) = (5.5 1о'д ±0.4)%, ДВВ?+В'В)= (13.7± 1.3±1.1)% и ^В'ЁГ) = (37.5 1Ц ± 3-0) % .

11. В предположении изотопической симметрии получены доли трёх-частичных распадов: Г(ВВ п) = (0.0 ± 1.2 ± 0.3)%, Г(В В7В*Вл) = (7.3 ±0.8)% и ^В'В* я) = (1.0±0.4)%.

Остаток событий порядка 9.2% не соответствует ни одному из изучаемых каналов. Эти события могут быть объяснены как результат радиационного возврата в область У(4Б) - резонанса или несколько большие энергии с последующим образованием В-мезонов.

12. Измерены относительные вероятности распадов > К" К<к+), В —»ф К у и В0—► DSJ (2317)+ К", предположительно описываемых диаграммами с подхватом .УЛ'-пары. Относительные вероятности для двух первых распадов примерно в 10 раз меньше, чем для соответствующих распадов без образования 55-пары. В результате измерения распада В0—> (2317)+ К" получена относительная вероятность, близкая по величине к относительной вероятности распада В0—►

Публикации автора по теме диссертации

[1] A. Drutskoy, et al. (Belle Collaboration), " Measurement of inclusive Ds, D° and J/vj; rates and determination of the B* Bs* production fraction in b~b events at the Y(5S) resonance" , Phys. Rev. Lett. 98 052001 (2007).

[2] A. Drutskoy, et al. (Belle Collaboration), "Measurements of exclusive B° decays at the Y(5S) resonance", Phys. Rev. D76 012002 (2007).

[3] A. Drutskoy, et al. (Belle Collaboration), "Measurement of Y(5S) decays to B° and B+ mesons", Phys. Rev. D81 112003 (2010).

[4] R. Louvot,..., A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Measurement of the decay B°-» D7 tC and evidence for Bs°—> Ds ~ K± in e+e- annihilation at Vs » 10.87 GeV", Phys. Rev. Lett. 102 021801 (2009).

[5] R. Louvot, ... , A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Observation of B° —»•

Dl'n+, Bs—> Djdecays and measurement of B® —► Dsp+polarization", Phys. Rev. Lett. 104 231801 (2010).

[6] J. Wicht, ... , A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), " Observation of B® —> tj> y and search for B°~*yy decays at Belle", Phys. Rev. Lett. 100 021801 (2009).

[7] C.-C. Peng, ... , A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Search for Bs° -> Mi decays at the Y(5S) resonance", Phys. Rev. D 82 072007 (2010).

[8] S. Esen, ... , A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Observation of B°

Dj Dj 'l+ using e+e~ collisions and a determination of the BSBS width difference Ars", Phys. Rev. Lett. 105 201802 (2010).

[9] A. Drutskoy, et al. (Belle Collaboration), "Observation of B- -»D(*' K" K0<*' decays", Phys. Lett. 542B 171 (2002).

[10] A. Drutskoy, et al. (Belle Collaboration),"Observation of radiative B -* <j>Ky decays", Phys. Rev. Lett. 92 051801 (2004).

[11] A. Drutskoy, et al. (Belle Collaboration), "Observation of »Dsj (2317)+ K~ decay", Phys. Rev. Lett. 94 061802 (2005).

[12] A. Drutskoy, "Hot topics from Belle", Proceedings of the 33rd International Conference on High Energy Physics (ICHEP06). Published at World Scientific Books, Moscow, Russia, 2006.

[13] A. Drutskoy, "B° decays at Belle", Proceedings of the EPS/HEP 2007 conference, Manchester, England, J. Phys. Conf. Ser.110 052013 (2008).

[14] A. Drutskoy, "Study of Y(5S) decays to B° and B+ mesons", Proceedings of the EPS 2009 conference in Krakow, Poland. Published in PoS EPS-HEP 2009 056 (2009).

[15] A. Drutskoy, "Results from the Y(5S) engineering run (Belle)", published as Proceedings of the Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories, 2006.

[16] A. Drutskoy, "Y(5S) and Bs° decays at Belle", published as Proceedings of the Moriond QCD and High Energy Interactions, 2009.

[17] A. Drutskoy, "Results and prospects for Y(5S) running at B-factories", published as Proceedings of the Hadron Collider Physics Symposium (HCP), 2008.

39

Список литературы

[18] L. Lellouch, L. Randal, E. Sather, "The rate for e*e —► B B* 7tT and its implications for the study of CP violation, Bs identification, and the study of B meson chiral perturbation theory", Nucl. Phys. B405 55 (1993).

[19] A.F. Falk, A. A. Petrov, "Measuring y cleanly with CP tagged Bs and Bd decays", Phys. Rev. Lett. 85 252 (2000).

[20] D. Atwood, A. Soni, "Using imprecise tags of CP eigenstates in Bs and the determination of the CKM phase y", Phys. Lett. 533B 37 (2002).

[21] M. Artuso et al. (CLEO Collaboration), "First evidence and measurement of B^bW production at the Y(5S)", Phys. Rev. Lett. 95 261801 (2005).

[22] G. Bonvicini et al. (CLEO Collaboration), "Observation of Bs production at the Y(5S) resonance", Phys. Rev. Lett. 96 022002 (2006).

[23] A. Abulencia et al. (CDF Collaboration), "Measurement of the ratios of branching fractions B(Bs°-> DJtcVtT)/B(B°—* D~7t+7tV) and B(Bs°-> D^tT) /B(B°-» D"tc7', Phys. Rev. Lett. 98 061802 (2007).

[24] A. Abulencia et al. (CDF Collaboration), "Observation of Bs°-> K+KT and measurements of branching fractions of charmless two-body decays of B° and B® mesons in pp collisions at Vs = 1.96 TeV ", Phys. Rev. Lett. 97 211802 (2006).

[25] M. Gronau, O. F. Hernandez, D. London, J.L. Rosner, "Broken SU(3) symmetry in two-body B decays", Phys. Rev. D52 6356 (1995).

[26] P. Ball, G. W. Jones, R. Zwicky, "B —V y beyond QCD factorization", Phys. Rev. D75 054004 (2007).

[27] S. W. Bosch, G. Buchalla, "The double radiative decays B —> yy in the heavy quark limit", JHEP 0208 054 (2002).

[28] S. Descotes-Genon, J. Matias, J. Virto, "Exploring Bds—> K K decays through flavour symmetries and QCD-factorisation", Phys. Rev. Lett. 97 061801, (2006).

[29] Y. Grossman, "The B° width difference beyond the standard model", Phys. Lett. B380 99 (1996).

[30] I. Dunietz, R. Fleischer, U. Nierste, "In pursuit of new physics with Bs decays", Phys. Rev. D63 114015 (2001).

[31] C. E. Thomas, "Composition of the pseudoscalar r| and t|' mesons", JHEP 0710 026 (2007).

[32] F. M. Al-Shamali, A.N. Kamal, "Nonfactorization and final state interactions in (B, Bs°) -»i|/P and yV decays", Eur. Phys. J. C4 669 (1998).

[33] V. Abazov et al. (DO Collaboration), "Lifetime difference and CP-violating phase in the Bs° system", Phys. Rev. Lett. 98 121801 (2007).

[34] A. Abulencia et al. (CDF Collaboration), "Observation of B°-B° oscillations", Phys. Rev. Lett. 97 242003 (2006).

[35] V. Abazov et al, (DO Collaboration), "Measurement of the angular and life-time parameters of the decays B° —> J/\|/K*° and Bs°-> J/y f', Phys. Rev. Lett. 102 032001 (2009).

[36] T. Aaltonen et al. (CDF Collaboration), "Measurement of lifetime and decay-width difference in Bs° J/y $ decays",Phys. Rev. Lett. 100 121803 (2008).

[37] F. Abe et al. (CDF Collaboration), "Ratios of bottom meson branching fractions involving J/y mesons and determination of b quark fragmentation fractions", Phys. Rev. D54 6596 (1996).

[38] T. Aaltonen et al. (CDF Collaboration), "Observation of new charmless decays of bottom hadrons", Phys. Rev. Lett. 103 031801 (2009).

[39] V. Abazov et al. (DO Collaboration), "Study of the decay B° D^ ", Phys. Rev. Lett. 99 241801 (2007).

[40] V. Abazov et al. (DO Collaboration), "Evidence for the decay Bs° d" D^ and a measurement of ATsc7rs", Phys. Rev. Lett. 102 091801 (2009).

[41] D. S. Hwang and H. Son, "Decay rate ratios of Y(5S) B B reactions" , Eur. Phys. J. C67 111 (2010).

[42] Yu. A. Simonov, A.I. Veselov, "Bottomonium Y(5S) decays into BB and ВВл JETP Lett. 88 79 (2008).

[43] Yu. A. Simonov, A.I. Veselov, "Strong decays and dipion transitions of Y(5S)", Phys. Lett. B671 55 (2009).

[44] S. Kirokawa, E.Kikutani, "Overview of the KEKB accelerators", Nucl. Instr. and Meth. A499 1 (2003);

и другие статьи, включённые в этот выпуск.

[45] A. Abashian et al. (Belle Collaboration), "KEK, Tsukuba Progress Report 2000: The Belle detector", Nucl. Instr. and Meth. A479 117 (2002).

[46] A. Deandea, N. Di Bartolomeo, R. Gatto, G. Nardulli, "Two body non-leptonic decays of В and Bs mesons", Phys. Lett. B318 549 (1993).

[47] C. Amsler et al. (Particle Data Group), Phys. Lett. B667 1 (2008).

[48] I. Adachi,... , A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Observation of the decay Bs° J /у r| and evidence for B°—* J /у т|' ", EPS 2009 conference paper BELLE-CONF-0902, arXiv:0912.1434 [hep-ex],

[49] A. Abe,..., A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Measurement of the inclusive B° —» X*f: ~ v semileptonic decay branching fraction", EPS 2007 conference paper BELLE-CONF-0735, arXiv:0710.2548 [hep-ex],

[50] B. Aubert et al. (BaBar Collaboration), "Measurement of В decays to ф К у", Phys. Rev. D75 051102 (2007).

[51] A. Abe,... , A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Improved measurements of B° —>DS; (2317)+ КГ decays", EPS 2005 conference paper BELLE-CONF-0511, hep-ex/0507064.

[52] A.G. Akeroyd.....A. Drutskoy et al. (the SuperKEKB Physics Working Group),

"Physics at super В factory", hep-ex/0406071.

[53] T. Aushev, ... , A. Drutskoy et al. (Belle II Physics Working Group), "Physics at super В factory", arXiv: 1002.5012 [hep-ex].

Подписано к печати 15.11.10г. Формат 60x90 1/16

Усл. печ. л. 2,5 Уч.-изд. л. 0,18 Тираж 100 экз. Заказ 570

Индекс 3646

Отпечатано в ИТЭФ, 117218, Москва, Б. Черемушкинская, 25

Введение

1 Теоретические модели: распады В и мезонов

1.1 Основные методы расчётов распадов В и Bs° мезонов.

1.2 Классификация распадов В и В° мезонов.

1.3 Распады Bs° -> D^к+ и Bs°-+Df)p+.

1.4 Распады В° фу и В° у у

1.5 Распад В°->К+К~.

1.6 Распады Bs°-> Ds+Ds", В°-> D+D*-, Bs°-> D*+D7 и Bs°-> D*+Dr.

1.7 Распады B° J/y ц и B° -*■ J/\j/ ц'

1.8 Распад Bs°->X"£ + v.

2 Обзор экспериментальных данных по распадам В° мезонов

2.1 Измерения распадов В° мезонов в экспериментах LEP

2.2 Измерения распадов В" мезонов в экспериментах CDF и D0 на Теватроне

2.3 Первое наблюдение В° мезонов в эксперименте CLEO

3 Образование В и В° мезонов в Y(5S) резонансе: обзор теории и эксперимент

3.1 Основной метод расчётов долей распадов T(5S) резонанса в В и В° мезоны

3.2 Обзор существующих моделей расчётов распадов Y(5S) резонанса

3.3 Проблемы в описании распадов Y(5S) резонанса

3.4 Экспериментальные результаты CLEO по распадам Y(5S) резонанса

4 Экспериментальная установка Belle

4.1 Общие характеристики эксперимента

4.2 Коллайдер КЕКВ

4.3 Детектор Belle

4.3.1 Вершинный детектор.

4.3.2 Дрейфовая камера.

4.3.3 Детектор черенковского излучения.

4.3.4 Система измерения времени пролёта частиц.

4.3.5 Электромагнитный калориметр

4.3.6 Мюонная система.

4.3.7 Идентификация частиц.

4.3.8 Триггерная система.

4.3.9 Моделирование детектора

5 Разработка нового метода изучения мезонов в е+е~ аннигиляции в Y(5S)

5.1 Общая концепция предлагаемого метода.

5.2 Определение оптимальной энергии е+е~ столкновений.

5.3 Определение полного числа родившихся В° мезонов в образце данных.

5.3.1 Определение интегральной светимости образца данных

5.3.2 Определение сечения рождения событий с bb- парой.

5.3.3 Определение доли событий с мезонами.

5.3.4 Определение долей каналов °° , B°B¡ + В* В° и В* B¡

5.4 Результаты, будущее развитие и оптимизация метода

6 Измерения каналов распадов мезонов в е+е~ аннигиляции в Y(5S)

6.1 Распады и Bs° -> Ds(*) р+

6.2 Распады В° -> ф у и Bs° -> у у

6.3 Распады В°->К+К~ и В°->К°К°.

6.4 Распады Bs°-> Ds+D~, Bs0^ D+D*", Bs°-> D;+D7 и Bs°-> Ds*+D*-.

6.5 Распады —> J/vj/ т] и B°-»J/\j/r|'

6.6 Распад B°->X~£ + v

Мы многое из книжек узнаём, А истины передают изустно" Владимир Высоцкий

Открытие в 1977 году Y(1S) резонанса группой Леона Ледермана [1] и наблюдение в 1980-1981 годах Y(4S) резонанса коллаборацией CLEO, где при анализе лептонных спектров было получено первое свидетельство рождения В мезонов, открыло новую эру в физике элементарных частиц. Эти открытия подтвердили существование третьего поколения кварков, ранее предсказанного теоретически японскими физиками Кобаяши и Маскава [2].

Первоначальный прогресс в экспериментальном изучении В мезонов был достигнут в 80-х годах прошлого столетия во многом благодаря острой конкуренции между коллабо-рациями ARGUS (DESY, Германия) и CLEO (SLAC, США). Обе коллаборации набирали данные на встречных, симметричных по энергии е+е~ пучках в области Y(4S) резонанса: ARGUS - на коллайдере DORIS II в DESY, a CLEO - на коллайдере CESR в SLACe. Одним из важнейших открытий, сделанных в это время, было экспериментальное измерение В0- В0 смешивания, которое было впервые выполнено коллаборацией ARGUS [3] и впоследствии подтверждено коллаборацией CLEO. Было получено много других ярких результатов. В частности, впервые наблюдались распады, описываемые "пингвинными" диаграммами, а также распады с Ь-+и переходом. Автор этой диссертации был членом коллаборации ARGUS в 1989-1993 годах. В 1993 году коллаборация ARGUS была официально закрыта, и после реконструкции и существенного роста светимости коллайдера CESR коллаборация CLEO в течении 7-8 лет была основным источником получения новых данных по распадам В мезонов.

Изучение В мезонов также проводилось в 80-х годах на экспериментах LEP в столкновениях е+е~ пучков при энергии рождения Z бозона, однако полученные результаты имели в большинстве случаев низкую статистическую значимость. Кроме того, В мезоны изучались на встречных р р пучках коллайдера Теватрон в экспериментах CDF и D0. В начальный период в 1990-1995 годах Теватрон работал при энергии Vs = 1.8 ТэВ и имел относительно невысокую светимость, вследствие чего полученные результаты по распадам В мезонов имели низкую значимость. Однако после реконструкции, начиная с 2001 года, светимость коллайдера резко возросла (энергия была увеличена до Vs = 1.96 ТэВ), и набранная в последующие годы статистика дала возможность выполнить множество интересных измерений распадов В мезонов. Кроме того, большая статистика позволила приступить к изучению В® мезонов, а также, хотя и с более низкой статистической значимостью, к изучению В* мезонов и А° барионов. Однако изучение всех этих частиц ограничено особенностями экспериментальных установок CDF и D0, таких как низкая эффективность триггера для отбора распадов В мезонов (за исключением лептонных каналов распадов) и невозможность реконструкции энергии фотонов, рождённых в распадах В мезонов.

В 1999 году начали набирать данные две новые В фабрики, работающие на встречных, асимметричных по энергии е+е~ пучках в области энергии Y(4S) резонанса: эксперимент Belle (коллайдер КЕКВ, Цукуба, Япония) и эксперимент ВаВаг (коллайдер РЕР II, SLAC, США). В этих экспериментах светимость практически на два порядка превосходила светимость в эксперименте CLEO, который был остановлен в 2007 году. В силу практически 100% эффективности триггера, а также высокой эффективности регистрации как заряженных, так и нейтральных частиц, эксперименты Belle и ВаВаг могут проводить измерения распадов заряженных В+ и нейтральных В0 мезонов с более высокой точностью, чем в экспериментах на Теватроне (при упоминании В°, В+ и В0 мезонов в диссертации по умолчанию подразумеваются также соответствующие им анти-частицы В°, В" и В0). Однако существенным недостатком В фабрик изначально считалась невозможность изучения других частиц, содержащих Ъ - кварк, в частности, мезонов. Исправлению этого недостатка посвящена большая часть данной диссертации.

На сегодняшний день набор данных на В фабриках остановлен, в начале 2012 года планируется остановить работу коллайдера Теватрон. Им на смену должны прийти новые эксперименты. Недавно начал набор данных эксперимент LHCb (CERN, Швейцария). Детектор LHCb установлен на протон-протонном пучке коллайдера LHC и в соответствии с кинематикой вылета В мезонов существенно вытянут в направлении одного из пучков. Если на В фабриках число рождённых В мезонов составило порядка 109, а в экспериментах на Теватроне это число, с учётом геометрии детекторов и эффективности регистрации, примерно того же порядка, то ожидаемое эффективное число В мезонов в эксперименте LHCb должно составить —1011-1012. Программы изучения В мезонов (практически только каналов с лептонами в конечных состояниях) существуют также на двух других экспериментальных установках коллайдера LHC: CMS и ATLAS. Планируются также новые эксперименты на е+е~ пучках в области энергии Y(4S) резонанса. Это - модернизированная В фабрика Belle II в Японии (с использованием существующего туннеля КЕКВ) и СуперВ фабрика в Италии, где светимости коллайдеров также предполагается увеличить на два порядка по сравнению с предыдущим поколением В фабрик, рекорд светимости которых, установленный на Belle, составляет примерно 2.1 х 1034 см"2 сек"1.

Трудно прогнозировать дальнейшее развитие экспериментов по изучению В мезонов. По-видимому, в не слишком далёком будущем можно ожидать реконструкции коллайдера LHC с целью повышения светимости. Однако даже в этом случае триггерная эффективность может ограничить возможности существенного увеличения образца В мезонов. В будущем возможно строительство Z фабрик - коллайдеров с е+ё~ пучками в области энергии Z бозона. Обсуждаются возможности дальнейшего увеличения светимости на е+е~ фабриках при энергии Y(4S) резонанса. В последнее время возникла интересная идея эксперимента с пучком антипротонов и фиксированной водородной мишени, где протон-антипротон аннигиляция при Vs ~ 11 ГэВ будет приводить к образованию В мезонов.

Обсуждая важность технических решений экспериментов по изучению В мезонов, необходимо коротко остановиться на основных физических проблемах, которые являются актуальными на сегодняшний день. На первом этапе основной задачей В фабрик было изучение различных аспектов CP- нарушения в распадах В мезонов. В то же время набранные данные позволили изучить большое количество различных распадов заряженных В+ и нейтральных В0 мезонов, включающих одновременно как сильные, так и слабые и электромагнитные процессы. Важнейшим элементом всех этих исследований являлась проверка Стандартной Модели (СМ) - базовой теории современной физики частиц.

В силу широчайшего многообразия распады В мезонов представляли собой уникальную лабораторию для понимания физики частиц. За последние годы накоплен колоссальный объём информации о В+ и В0 мезонах. В результате с чрезвычайно высокой точностью получила подтверждение Стандартная Модель. Важнейшей задачей следующего поколения экспериментов по изучению В мезонов является наблюдение эффектов, не описываемых Стандартной Моделью.

Одним из пробелов в данном направлении физики являлась некоторая однобокость предмета исследования. Если для В+ и В0 мезонов уже изучены сотни каналов распадов и достигнуты точности измерения относительных вероятностей порядка 10"7, то мезоны значительно менее изучены. К настоящему времени измерены относительные вероятности всего нескольких каналов распадов В° мезонов, не говоря уже о мезонах и Л° барионах. При этом надо отметить, что такие исследования позволяют получить не менее важные и плодотворные результаты, чем изучение В+ и В0 мезонов. Отсутствие прецизионных измерений широкого спектра распадов В° мезонов существенно ограничивает наше понимание механизмов взаимодействия кварков. Кроме того, ряд новых важных проверок Стандартной Модели может быть осуществлён только с помощью распадов В° мезонов.

В данной работе представлен принципиально новый метод исследования мезонов (одновременно могут изучаться В+ и В0 мезоны), основанный на увеличении энергии г+г~ коллайдера, обычно работающего в области энергии рождения Y(4S) резонанса, в область энергии рождения Y(5S) резонанса. Данный метод был детально разработан, а также практически осуществлён на коллайдере КЕКВ и детекторе Belle. Для этого потребовалось развить новую методику анализа экспериментальных данных и провести измерения ряда параметров. Несмотря на кажущуюся простоту предложенной идеи, примерно 90% физиков, входящих в руководство коллаборации Belle, изначально считали данную идею неосуществимой и были против набора данных в Y(5S) резонансе. Автор диссертации официально предложил этот метод руководству Belle в 2003 году, однако потребовалось два года, чтобы получить разрешение на первый набор данных в Y(5S) резонансе в течение трёх дней. В дальнейшем автор диссертации на основе первых данных доказал эффективность нового метода, после чего было решено значительно увеличить объём данных при энергии Y(5S) резонанса. На основе большего образца данных был впервые проведён ряд измерений распадов мезонов, а также изучены свойства Y(5S) резонанса.

Следует отметить, что развитие нового метода изучения В° мезонов важно для будущих е V" экспериментов на Супер В фабриках, где ожидаются значительно большие светимости. Планирование будущих Супер В фабрик в Японии и Италии проводится при существенном использовании результатов, полученных при энергии Y(5S) резонанса.

Основной темой диссертации является разработка и практическая реализация на детекторе Belle нового метода изучения мезонов в е+е~ столкновениях при энергии в области Y(5S) резонанса. В диссертации представлены результаты изучения процессов рождения и распадов В° и В мезонов в е+е~ аннигиляции при энергии в системе центра масс (СЦМ) в области образования Y(5S) резонанса. Кроме того, были исследованы свойства Y(5S) резонанса. Изучение распадов В мезонов с подхватом кварковой ss - пары, где в процессе совместно участвуют Ь- и s- кварки, также представлено в диссертации.

Впервые были измерены относительные вероятности распадов Ъ(В° —»D^ît4), 2>(В° —► D7p+), 2> (В° —>Р+), В(В°->фу), B(BS° —Dr Dî), B(BS° —БГ DD, ®(Bs°->J/v|/ ц), Ъ(В° —> J /v|î r|') и 2?(В° —> Х~£ + v). Получены верхние пределы относительных вероятностей распадов Ъ (В° —► у у) и Ъ (В°—> К0 К0 ), превосходящие по точности все имеющиеся в мире на сегодняшний день. Проведены новые измерения вероятностей распадов Ъ (В° —► Ds 7!+), S(B° —>D7 Ds ) и —>К+К~) с точностью, сравнимой с имеющимися результатами. Полученные данные существенно расширили представление о распадах В° мезонов.

В Главе 1 обсуждаются теоретические модели и имеющиеся предсказания вероятностей распадов В° мезонов. В Главе 2 рассматриваются существующие экспериментальные данные по измерениям распадов В° мезонов. В Главе 3 обсуждаются теоретические модели, описывающие распады Y(5S) резонанса в конечные состояния cBs° иВ мезонами. Глава 4 содержит описание экспериментальной установки: асимметричных по энергии накопительных колец коллайдера КЕКВ и детектора Belle. В Главе 5 представлена концепция предложенного метода изучения мезонов в е+е~ аннигиляции при энергии в области Y(5S) резонанса. В Главе 6 обсуждаются результаты измерения относительных вероятностей распадов В° мезонов. В Главе 7 обсуждаются результаты измерения долей распадов Y(5S) резонанса в различные конечные состояния. В Главе 8 представлены результаты измерений нескольких распадов В мезонов с подхватом sT- пары. Глава 9 посвящена обсуждению полученных результатов и перспективы на будущее. В Заключении кратко сформулированы основные результаты диссертации.

8.5 Общие выводы из изучения распадов В с подхватом зв-пары

Были измерены 3 типа распадов с подхватом 5.5 - пары: В —> К" К0^, В —> ф К у и В0—» (2317)+ К". Все эти распады были изучены и измерены впервые. Полученные значения относительных вероятностей для первых двух типов распадов показывают, что рождение дополнительной пары приводит к подавлению вероятности распада примерно в 10 раз по отношению к процессу без образования кварковой пары. В целом это совпадает с теоретическими ожиданиям.

Был обнаружен распад В°—>(2317)+ К-, при этом его относительная вероятность примерно совпадает с относительной вероятностью распада В°—> О^ К", что несколько противоречит ожиданиям. Этот результат требует своего теоретического объяснения.

Глава 9

Обсуждение полученных результатов

9.1 Общие положения

Основным результатом представленной работы является детальная разработка и реализация принципиально нового метода изучения В° мезонов в е+е~ столкновениях при энергии Y(5S) резонанса, а также анализ полученных физических результатов. Ключевым моментом для реализации данного метода были детальные расчёты методики получения образцов данных, включающих в себя большое количество мезонов. Кроме того, была разработана программа физических исследований, которые должны были быть проведены с помощью данного метода. На основе представленной детальной программы руководство коллаборации Belle приняло решение провести первый пробный набор данных в Y(5S) резонансе. Одним из основных результатов диссертации является разработка физической программы и анализ данных на основе первого образца с интегральной светимостью 1.86 fb"1. Полученные результаты продемонстрировали перспективность данного метода. Успешное выполнение этой работы послужило основой для дальнейшего набора данных в Y(5S) резонансе. Был набран значительно больший образец данных порядка 23.6 fb"1. Результаты исследования этого образца данных составляют основную часть диссертации. К настоящему моменту полная интегральная светимость образца данных в Y(5S) резонансе, набранная в Belle, составляет ~121 fb"1.

Рассматривая ближайшее будущее, можно предположить, что ряд каналов распадов, таких как >Dsj(2317)+ % ~ и В°—>D° К0, по-видимому, могут быть измерены на полной статистике ~121 fb"1, набранной к настоящему моменту коллаборацией Belle. Однако каналы распадов без образования очарованных мезонов имеют несколько меньшие относительные вероятности, и поэтому в данный момент трудно предсказать, какие из них могут быть обнаружены и измерены на имеющейся статистике. Наиболее перспективными выглядят каналы распадов В°—» К~р+, > фф, > Г]Г| и В°—> Г)Г)Однако возможно, что для обнаружения этих распадов может потребоваться большая статистика.

На основе результатов, полученных в данной работе, в настоящее время проводится планирование будущих исследований [153,154] на больших объёмах данных, набранных в Y(5S) резонансе. Такие исследования могут быть проведены в будущем на В фабриках, планируемых в настоящий момент в КЕК (Япония) и Фраскати (Италия). Обсуждаются возможности детального изучения как В® мезонов, так и состояний боттомониума, рождаемых выше энергии рождения двух В мезонов.

В будущих экспериментах на Супер В фабриках ожидается увеличение светимости приблизительно в 20-50 раз. В таких экспериментах на первой стадии статистика порядка 1000 fb"1 может быть набрана в течении нескольких месяцев. Существует целый ряд возможных измерений, которые могут быть выполнены на такой статистике. Наиболее интересной задачей в данном случае могло бы стать прямое измерение разницы времён жизни В° мезонов, ДГ5 / Fs, однако такое измерение, по-видимому, будет в ближайшее время выполнено коллаборацией LHCb .

К сожалению, точность измерения вершины на В фабриках недостаточна для проведения измерения CP нарушения методом измерения асимметрии во времени. Чтобы получить возможность определить состояние быстро осциллирующих В° мезонов, требуется либо увеличить скорость движения центра масс (буст), либо повысить точность разрешения положения вершины в вершинном детекторе до значения порядка 10 мкм. В настоящее время предполагаемая точность определения вершины составляет для треков с импульсом больше чем 1 ГэВ порядка 20 мкм.

9.2 Разработка нового метода изучения Bj мезонов в Y(5S)

Как уже отмечалось, основным результатом представленной работы являлась детальная разработка и реализация принципиально нового метода изучения В° мезонов в e+é~ столкновениях при энергии Y(5S) резонанса. Выполнение этой работы включало как выполнение расчётов, изучение и развитие возможной физической программы исследований, так и значительные усилия организационного плана, руководство сотрудниками, участвовавшими в данной программе. Автор диссертации многократно представлял данный проект на совещаниях коллаборации Belle различного уровня, координировал работу по набору первой статистики и руководил работой группы физиков по данному направлению. В целом необходимо отметить необычайно удачное развитие всего процесса, когда столь сложный проект за 7 лет прошёл все стадии, от не имевшего чёткого контура замысла автора этой диссертации до полной реализации в виде набора данных на установке Belle и публикации полученных физических результатов в журналах.

Была полностью выстроена методика изучения мезонов в е+е~ столкновениях при энергии Y(5S) резонанса и определены основные параметры, необходимые для дальнейшей работы. Тем не менее, существует целый ряд новых проблем, возникших при увеличении статистики и требующих решения в настоящее время, таких как повышение точности определения параметра fs, изучение временной структуры и разделения вершин В° мезонов, развитие более реалистического описания процессов методом Монте Карло и многие другие.

В целом первый этап работы по развитию нового метода был успешно завершён, и работоспособность предложенного метода была явным образом доказана.

9.3 Новые результаты измерения распадов Bj мезонов

Использование принципиально нового метода исследования В° мезонов на е+е~ коллайдере позволило существенно расширить наше представление об этих частицах. В данном исследовании удалось выполнить целый ряд первых измерений распадов В° мезонов, труднореализуемых на адронном коллайдере Теватрон, а также улучшить точность ряда измерений. Предложенный метод имеет отличные от предыдущих экспериментов источники систематических погрешностей, что позволяет провести критическую проверку существующих измерений В° мезонов. К сожалению, ряд интересных измерений распадов В° мезонов находится в данное время в процессе публикации, но ещё не опубликован. Целый ряд других исследований, основанных на данном методе, пока не закончен.

В целом результаты измерения относительных вероятностей распадов мезонов совпадают с ожиданиями. Наблюдается разумное согласие с теоретическими предсказаниями (Таблица 6.2), а также с подобными значениями для распадов - "близнецов" В0 мезонов (Таблица 6.9). Несмотря на отсутствие сюрпризов, ряд значений немного отличается от ожидаемого, что должно послужить основой для теоретического анализа. Большой объём новых измерений распадов В° мезонов в любом случае требует теоретического осмысления.

Пожалуй, наиболее общий вывод, который можно сделать на основе полученных результатов, состоит в том, что В° и В0 мезоны имеют похожие свойства. Несколько большая масса 5 - кварка по сравнению с (I - кварком не приводит к значительной перестройке всей системы. В определённом смысле это говорит о сохранении 811(3) симметрии и, в несколько ином контексте, соответствии представлениям кварк-адронного дуализма.

9.4 Измерение долей распадов Т(58) резонанса в В мезоны

Данные, набранные в области Т(5Б) резонанса, также позволяют изучать непосредственно свойства Т(5Б) резонанса. Этот резонанс, иногда обозначаемый в литературе как Т(10860), представляет собой Ъ- кварк и Ъ- анти-кварк пару или боттомониум. Такие частицы, состоящие из двух тяжелых кварков, потенциально предполагают возможность достаточно точного теоретического предсказания их свойств в результате относительного снижения вкладов поправок в рамках теории возмущений. С другой стороны, имеются существенные проблемы в теоретическом описании таких систем. До данного исследования отсутствовали точные экспериментальные данные, которые можно было бы сравнить с теоретическими предсказаниями в этой области. Таким образом, полученные экспериментальные данные об образовании и распадах Т(58) резонанса позволяют впервые провести критическую проверку ряда теоретических моделей.

Особый интерес в изучении Т(5Б) резонанса связан с тем фактом, что волновая функция столь высокого 5Б состояния быстро осциллирует и имеет много узлов или нулей.

Перекрытие волновой функции с волновыми функциями конечных состояний должно проявлять большую чувствительность к узлам функции, что позволяет выделить достаточно тонкие эффекты, которые трудно изучать в распадах низколежащих резонансов. Такая чувствительность, возможно, потребует более высокой точности измерений в будущем, однако уже полученные результаты, несомненно позволят провести настройку теоретических моделей и определить важные параметры, необходимые для дальнейшего теоретического анализа.

В данной работе со значительно более высокой точностью по сравнению с существующими результатами CLEO были измерены доли двухчастичных распадов Y(5S) резонанса в В+ и В0 мезоны, а трехчастичные распады были обнаружены и измерены впервые. Было получено, что при изучении каналов распадов Y(5S) резонанса необходимо учитывать возможность процессов радиационного перехода в область энергии Y(4S) резонанса или несколько выше с последующим образованием В мезонов. Надо отметить, что существенный вклад трехчастичных каналов был неожиданным, так как предсказанные теоретически значения были меньше полученных в 100 и более раз. Это измерение, несомненно, потребует дополнительного теоретического объяснения.

Нужно отметить, что кроме непосредственно физического результата эти измерения имеют важный практический смысл. Только на базе данных результатов можно сформировать реалистическую версию Монте Карло генератора, необходимого для описания фонов в распадах мезонов, изучаемых в е+е~ столкновениях при энергии Y(5S) резонанса.

9.5 Первые измерения распадов В мезонов с подхватом ss -пары

Дополнительно к основной теме диссертации изучались также распады В мезонов с подхватом ss - пары, полученных на данных, набранных при энергии Y(4S) резонанса. Эта тема перекликается с предыдущими, поскольку в изучаемых распадах также происходят процессы с участием Ъ - и s - кварков. Вообще говоря, в данном случае происходит парное рождение s - кварков, что приводит к более значимым эффектам. Однако, хотя численно наблюдается некоторое подавление процессов с образованием ss - пары относительно образования пары лёгких кварков, тем не менее, это не приводит к значительному изменению динамики процесса. Относительное подавление процессов с подхватом 55 -пары составляет примерно фактор 10, что приблизительно соответствует фактору а8 , ожидаемому для процессов с подхватом лёгкой кварковой пары.

Несколько неожиданным явилось большое значение произведения относительных вероятностей

2(В°->В81(2317)+ К") х Ъ (Б5:(2317)+ 71 ), сравнимое по величине с подобным значением для распада В0—>0+К~. Неожиданным объяснением может быть значительная четырёхкварковая компонента, однако это объяснение выглядит довольно экзотично. Тем не менее, необходимо теоретическое объяснение полученного результата.

В целом, изученные процессы позволяют лучше понять динамику кварков в В мезонах. Дальнейшее изучение этих процессов важно для более глубокого понимания механизмов дсБ.

Заключение

Целью диссертации являлись разработка нового метода исследования В° и В мезонов в е+е~ столкновениях при энергии в области рождения Y(5S) резонанса и изучение механизмов образования и распадов мезонов и Y(5S) резонансов.

Представленные в диссертации результаты получены на основе данных, набранных коллаборацией Belle в 1999-2008 годах. Ниже ещё раз кратко сформулированы основные результаты диссертации.

1. Разработан принципиально новый метод изучения В® мезонов в е+е~ столкновениях при энергии рождения Y(5S) резонанса.

2. Определены основные параметры, необходимые для изучения распадов В° мезонов: оптимальная энергия е+е~ столкновений в системе СМ, Есм - 10867 МэВ; сечение рождения ЬЬ-пары a(eV-»bb, 10867 МэВ) = ( 0.302 ± 0.015 ) nb; вероятность образования В° мезонов из ЬЬ-пары fs= ( 18.0 ± 1.3 ± 3.2 ) %; доля событий с Bs* Bf парой f(B* ) = ( 90.1 ± 0.2 ) % .

3. С помощью нового метода получены относительные вероятности распадов:

S(B°-> D-SK+) = ( 3.67 ±8:11 (стат) îg;« (сист) ± 0.49 (fs) ) х 10 "3,

2(В°-> D7K+) = ( 2.4 (стат) ± 0.3 (сист) ± 0.3 (fs) ) х 10 "4,

В(Bs° -> D*~ тг+) = ( 2.4 (стат) ± 0.3 (сист) ± 0.4 (fs) x 10 Л

Ъ(B°-> Ds p+) = ( 8.5 1Ц (стат) ±1.1 (сист) ± 1.3 (fs) ) x 10

BS°-+ Ds- p+) = ( 11.9 t\l (стат) ± 1.7 (сист) ± 1.8 (£) ) x 10 "3

Три последние величины измерены впервые. Полученные значения находятся в хорошем согласии с теоретическими оценками [130] и со значениями для распадов близнецов" В+ и В0 мезонов [20].

4. В распаде В® —> Ds к+ были измерены значения масс В° и Bs мезонов: М ( В°) = ( 5364.4 ± 1.3 ± 0.7 ) МэВ/с2 и М (В*) = ( 5416.4 ± 0.4 ± 0.5 ) МэВ/с2.

5. Впервые измерена относительная вероятность распада

В,0-фу) = (5.71й 1Й)Х10"5, получен лучший в мире на сегодняшний день верхний предел 2?(В°—► уу) < 8.7 х 10 ~6.

Эти значения совпадают с предсказаниями, полученными в рамках Стандартной Модели.

6. Измерена относительная вероятность распада

Ъ(В° К+К") = ( 3.8 (стат) ± 0.5 (сист) ± 0.5 (fs) ) х 10 "5. Полученное значение согласуется с результатом, полученным CDF [76], и несколько превосходит значение для распада - "близнеца" В0 —> К+ к~ [20].

7. Получены верхние пределы на относительные вероятности распадов:

2(В°-»К°К°) < 6.6 х 10 "5 (90% CL), Ъ(В° К- я +) < 2.6 х 10 "5 (90% CL), ЯЗ(Bj —►к + к~) < 1.2 х Ю-5(90% CL).

8. Измерены относительные вероятности распадов

B°-*DrDn = (1.03 18:11)%, Ъ(BS°->DS*- Dg) = ( 2.75 ig;ff ± 0.69 ) %, »(Bi-Dr Ds+) = (3.08 t\H t°oil)%.

Две последние величины измерены впервые. На основе этих измерений получено суммарное значение для трёх каналов: В?- DSW+DSW" ) = ( 6.85 tl f0 tUl ) %, что позволяет вычислить соответствующее значение

АГзСЯ/Г8 =(14.7ii:§ tii)%.

9. Изучены распады У(5Б) резонанса в каналы с В+ и В0 мезонами. Измерены вероятности образования В+ и В0 мезонов:

Г (В4) = ( 72.1 11:| ±5.0)% и Г (В0) = ( 77.0 1|;!±6.1)%.

Также получено среднее значение для заряженных и нейтральных В мезонов ( 73.7 ± 3.2 ± 5.1 ) %. Это значение соответствует ожидаемому, с учётом ранее полученного значения для В° мезонов [114] : £ = ( 18.0 ± 1.3 ± 3.2 ) %.

10. Измерены доли распадов Т(5Б) резонанса в двухчастичных каналах: Г (В В ) = ( 5.5 ± 0.4 ) %, В*+ В*В ) = (13.7 ± 1.3 ± 1.1 ) % и Г(В*В^) = (37.5 Щ ±3.0)%.

11. В предположении изотопической симметрии получены доли трехчастичных распадов: Г(В В я) = (0.0 ±1.2 ±0.3)%, Г(В1Г я + В*В7с) = (7.3 ±Ц ±0.8)% и Г(В*В^я) = (1.0 ±0.4)%.

Остаток событий порядка 9.2 % не соответствует ни одному из изучаемых каналов. Эти события могут быть объяснены как результат радиационного перехода в область Т(4Б) резонанса или несколько большие энергии с последующим образованием В мезонов.

12. Измерены относительные вероятности распадов В —*■ К- К0 В —► ф К у и В0—у (2317)+ КГ, предположительно описываемые диаграммами с подхватом 55-пары. Относительные вероятности для двух первых распадов примерно в 10 раз меньше, чем для соответствующих распадов без образования - пары. В результате измерения распада получена относительная вероятность, близкая по величине к относительной вероятности распада В0—► К-.

Благодарности

В первую очередь я выражаю свою любовь и огромную благодарность жене Татьяне и сыну Дмитрию, моим самым близким, родным и любимым людям. Можно сказать, что это - самое ценное, что есть в моей жизни. Я благодарен моим родителям, сыну Ивану и сестре Елене, которые оказали мне огромную поддержку в этой работе.

Я глубоко благодарен моему многолетнему учителю и руководителю Михаилу Владимировичу Данилову, который в прошлом потратил много личного времени, чтобы научить меня современным методам работы исследователя. Его научная школа оказала огромное влияние на меня и моё формирование как учёного. У меня вызывает особое уважение его умение глубоко и точно анализировать существующие физические проблемы.

Я благодарю Александра Евгеньевича Бондаря, с которым мне всегда было очень интересно работать. Меня всегда удивляла его способность найти новые научные идеи там, где, казалось бы, уже всё известно и изучено. Его широкий кругозор и тщательность в работе всегда служили мне примером.

Я хочу поблагодарить Павла Пахлова, который возглавляет российскую группу в Belle. Павел пригласил меня работать в Belle в 1999 году, и с тех пор мы часто обсуждаем различные физические проблемы. Когда у меня возникает очередная идея, я стараюсь в первую очередь обсудить её с Павлом, который всегда очень точно и ясно может указать её слабые и сильные стороны.

Мне хочется поблагодарить за помощь в работе моих российских коллег по Belle, со многими из которых у меня сложились дружеские отношения: Руслана Чистова, Галину Пахлову, Тагира Аушева, Романа Мизюка, Игоря Тихомирова, Дмитрия Ливенцева, Тимофея Углова. В разное время я работал в Belle со многими другими коллегами, которых я также хочу поблагодарить: Сергея Семёнова, Владислава Балагуру, Ваню Беляева, Виталия Эйгеса, Романа Кагана.

Я хочу поблагодарить моих новосибирских коллег по Belle: Семёна Айдельмана, Александра Кузьмина, Бориса Шварца и Алексея Гармаша за плодотворные дискуссии по теме диссертации.

Я хочу поблагодарить за помощь в работе и финансовую поддержку моих бывших руководителей Kay Kinoshita и Alan Schwartz. Мне довелось работать в Belle вместе с замечательными физиками, неоднократно оказывавшими мне помощь и поддержку в работе: Fumihiko Takasaki, Masanori Yamauchi, Yoshihide Sakai, Thomas Browder, George Hou, Kazio Abe, Steve Olsen, Olivier Schneider, Karim Trabelsi. Среди них мне хочется особо поблагодарить Thomas Browder, кто первым из руководителей Belle поддержал мою идею набора данных в Y(5S) резонансе.

В целом мне приятно выразить благодарность всем коллегам по работе в Belle.

За время работы по теме диссертации мне посчастливилось общаться и обсуждать возникающие проблемы с такими известным иностранными учёными как Ikaros Bigi, Sheldon Stone, Михаил Волошин, Eric Swanson. Я благодарен им за многие плодотворные идеи, которые были использованы при работе над диссертацией.

В заключение я хочу поблагодарить жену Татьяну, сестру Елену и её мужа Николая за помощь в редактировании текста диссертации.

1. S. W. Herb et al., "Observation of a dimuon resonance at 9.5 GeV in 400-GeV Proton-Nucleon collisions", Phys. Rev. Lett. 39 252 (1977).

2. M. Kobayashi and T. Maskawa, "CP violation in the renormalizable theory of weak interaction", Prog. Theor. Phys. 49 652 (1973).

3. H. Albrecht et al. (ARGUS Collaboration), "Observation of B° B° mixing", Phys. Lett. B192 245 (1987).

4. K. G.Wilson, "Nonlagrangian models of current algebra", Phys. Rev. 179 1499 (1969).

5. K. G. Wilson, "The renormalization group and strong interactions", Phys. Rev. D3 1818 (1971).

6. M. Bauer, B. Stech and M. Wirbel, "Exclusive non-leptonic decays of D -, Ds and B-mesons", Z. Phys. C34 103 (1987).

7. M. Beneke, G. Buchalla, M. Neubert, C. T. Sachrajda, "QCD factorization for B -> kk decays: strong phases and CP violation in the heavy quark limit", Phys. Rev. Lett. 83 1914 (1999).

8. M. Beneke, G. Buchalla, M. Neubert, C. T. Sachrajda, "QCD factorization for exclusive, non-leptonic B meson decays: general arguments and the case of heavy-light final states", Nucl. Phys. B591 313 (2000).

9. H.- n. Li, H.-L. Yu, "Perturbative QCD analysis of B meson decays", Phys. Rev. D53 2480 (1996).

10. Y.-Y. Keum, H.- n. Li, A. I. Sanda, "Fat penguins and imaginary penguins in perturbative QCD", Phys. Lett. B504 6 (2001).

11. C. W. Bauer, D. Piijol, I. Z. Rothstein, I. W. Steward, "B —► MiM2 : factorization, charming penguins, strong phases, and polarization", Phys. Rev. D70 054015 (2004).

12. A. R. Williamson, J. Zupan, "Two body B decays with isosinglet final states in SCET", Phys. Rev. D74 014003 (2006).

13. R. Fleisher, "Flavor physics and CP violation: expecting the LHC", proceedings of CERN-CLAF school of HEP, arXiv:0802.2882 (hep-ph).

14. M. Antonelli et al., "Flavor physics in the quark sector", report of the CKM workshop, arXiv:0907.5386 (hep-ph).

15. A. J. Buras, P. Gambino, M. Gorbahn, S. Jager, L. Silvestrini, "Universal unitarity triangle and physics beyond the standard model", Phys. Lett. B500 161 (2001).

16. M. Gronau, O. F. Hernandez, D. London, J.L. Rosner, "Broken SU(3) symmetry in two-body B decays", Phys. Rev. D52 6356 (1995).

17. P. Ball, G. W. Jones, R. Zwicky, "B-> Vy beyond QCD factorization", Phys. Rev. D75 054004 (2007).

18. A. Ali, B. D. Pecjak, C. Greub, "Towards B-> Vy decays at NNLO in SCET", Eur. Phys. J. C55 577 (2008).

19. W. Wang, R. H. Li, C. D. Lu, "Radiative charmless B^—> Vy and B^—> Ay decays in pQCD approach", arXiv:0711.0432 (hep-ph).

20. C. Amsler et al. (Particle Data Group), Phys. Lett. B667 1 (2008).

21. M.-O. Bettler, "Search for New Physics in B rare decays at LHCb", proceedings of DPF 2009, arXiv: 0910.0942 (hep-ex).

22. G.-L. Lin, J. Liu, Y.-P. Yao, "Flavor-changing two-photon decay", Phys. Rev. Lett. 64 1498 (1990).-r

23. C -H. V. Chang, G.-L. Lin, Y. P. Yao, "QCD corrections to b -> s y y and exclusive Bs—>• yy decay", Phys. Lett. B415 395 (1997).

24. L. Reina, G. Ricciardi, A. Soni, "QCD corrections to b—*s yy induced decays: B —> X(s)yy and B(s)-»yy", Phys. Rev. D56 5805 (1997).

25. S. W. Bosch, G. Buchalla, "The double radiative decays B —> yy in the heavy quark limit", J HEP 0208 054 (2002).

26. G. Hiller, E. O. Iltan, "Leading logarithmic QCD corrections to the B^—>y y decay rate including long distance effects through B<-s) —<j) y —► y y ", Phys. Lett. B409 425 (1997).

27. D. Choudhury, J. R. Ellis, "Estimates of long distance contributions to the B^—► yy decay" , Phys. Lett. B433 102 (1998).

28. S. Bertolini, J. Matias, "The b—>syy transition in softly broken supersymmetry", Phys. Rev. D57 4197 (1998).

29. T. M. Aliev, G. Hiller, E. O. Iltan, "Leading logarithmic corrections to theB(s)—>yy decays in the two Higgs doublet model", Nucl. Phys. B515 321 (1998).

30. W. J. Huo, C. D. Lu, Z. J. Xiao, " B(sd)—>yy decays with the fourth generation", arXiv: hep-ph/0302177.

31. A. Gemintern, S. Bar-Shalom, G. Eilam, "B—>X(S)yy and B(S)—>yy in supersymmetry with broken R-parity", Phys. Rev. D70 035008 (2004).

32. J. I. Aranda, J. Montano, F. Ramirez-Zavaleta, J. J. Toscano, E. S. Tututi, "Bounding the Bs—»y y decay from Higgs mediated FCNC transitions", arXiv: 1005.5452 (hep-ph).

33. S.-W. Lin et al. (Belle Collaboration), "Difference in direct CP violation between charged and neutral B meson decays", Nature 452 332 (2008).

34. C.-W. Chiang, M. Gronau, J. L. Rosner, D. A. Suprun, "Charmless B-> PP using flavor SU(3) symmetry", Phys. Rev. D70 034020 (2004).

35. W.-S. Hou, M. Nagashima, A. Soddu, "Difference in B+ and B° direct CP asymmetry as effect of a fourth generation", Phys. Rev. Lett. 95 141601 (2005).

36. S. Baek, D. London, "The B —» tcK puzzle and New Physics", Phys. Rev. D71 057502 (2005).

37. S. Descotes-Genon, J. Matias, J. Virto, "Exploring Bds—>KK decays through flavour symmetries and QCD-factorisation", Phys. Rev. Lett. 97 061801 (2006).

38. R. Fleischer, "New strategies to extract p and y from B(d)—» k+k~ and B(S)—» K+KT", Phys. Lett. B459 306 (1999).

39. A. Khodjamirian, T. Mannel, M. Melcher, "Flavor SU(3) symmetry in charmless B decays", Eur. Phys. J. C33 167(2004).

40. D. London, J. Matias, "Testing the Standard Model with B°-> K+K" decays", Phys. Rev. D71 014024(R) (2005).

41. A. J. Buras, R. Fleischer, S. Recksiegel, F. Schab, "Anatomy of prominent B and K decays and signatures of CP-violating New Physics in the Electro weak Penguin Sector", Nucl. Phys. B697 133 (2004).

42. S. Baek, D. London, J. Matias, J. Vetro, "B(°s)-> K+ K~ and B(°s)^ K° K° decays with Supersymmetry", JHEP 0612 019 (2006).

43. H. J. Lipkin, "Is observed direct CP violation in Bd—> K+ k~ due to new physics? Check Standard Model prediction of equal violation in Bs—►K~ti:+ ", Phys. Lett. B621 126 (2005).

44. R. Aleksan, A. Le Yaouanc, O. Pene, J.-C. Raynal, "Estimation of Ar for the system. Exclusive decays and the parton model", Phys. Lett. B316 567 (1993).

45. Y. Grossman, "The B° width difference beyond the Standard Model", Phys. Lett. B380 99 (1996).

46. I. Dunietz, R. Fleischer, U. Nierste, "In pursuit of new physics with Bs decays", Phys. Rev. D63 114015 (2001).

47. C. E. Thomas, "Composition of the pseudoscalar r| and r|' mesons", JHEP 0710 026 (2007).

48. F. M. Al-Shamali, A.N. Kamal, "Nonfactorization and final state interactions in (B, B°) —> yP and \|/V decays", Eur. Phys. J. C4 669 (1998).

49. P. Z. Skands, "Branching ratios for Bds—> J/\\t r| and Bds—► r\ £ + £~, extracting y from Bd s—► J/\|f r\, and possibilities for constraining Qoa in semileptonic B decays", JHEP 0101 008 (2001).

50. I. Bigi, B. Blok, M. A. Shifman, A. Vainshtein, "The Baffling semileptonic branching ratio of B mesons", Phys. Lett. B323 408 (1994).

51. A. F. Falk, M. B. Wise, I. Dunietz, "Inconclusive inclusive nonleptonic B decays", Phys. Rev. D51 1183 (1995).

52. E. Bagan, P. Ball, V. M. Braun, P. Gosdzinsky, "Theoretical update of the semileptonic ratio of B mesons", Phys. Lett. B342 362 (1995).

53. M. B. Voloshin, "QCD radiative enhancement of the decays 6—► ccs", Phys. Rev. D51 3948 (1995).

54. M. Neubert, C. T. Sachrajda, "Spectator effects in inclusive decays of beauty hadrons", Nucl. Phys. B483 339 (1997).

55. R. Akers, et al. (OPAL Collaboration), "Observation of exclusive decays of B mesons at LEP", Phys. Lett. B337 196 (1994).

56. D. Buskulis, et al. (ALEPH Collaboration), "First measurement of the Bs meson mass", Phys. Lett. B311 425 (1993).

57. P. Abreu, et al. (DELPHI Collaboration), "Evidence for B° meson production in Z° decays", Phys. Lett. B289 199 (1992).

58. P. D. Acton, et al. (OPAL Collaboration), "Measurement of the B° lifetime", Phys. Lett. B312 501 (1993).

59. D. Buskulis, et al. (ALEPH Collaboration), "Measurement of the B° lifetime", Phys. Lett. B322 275 (1994).

60. K. Ackerstaff, et al. (OPAL Collaboration), "Measurement of the B° and a£ lifetimes", Phys. Lett. B426 161 (1998).

61. D. Buskulis, et al. (ALEPH Collaboration), "Study of the -Bj? oscillations frequency using combinations in Z decays", Phys. Lett. B377 205 (1996).

62. P. Abreu, et al. (DELPHI Collaboration), "Mean lifetime of the Bs° meson", Z. Phys. C71 11 (1996).

63. M. Acciarri, et al. (L3 Collaboration), "Search for exclusive B decays to J/v]/ and r| or n° with the L3 detector", Phys. Lett. B391 481 (1997).

64. M. Acciarri, et al. (L3 Collaboration), "Search for the decays B° —>y y and BÎ?—>yy ", Phys. Lett. B363 137 (1995).

65. R. Barate et al. (ALEPH Collaboration), "A study of the decay width difference in the B° B° system using c>cf> correlations", Phys. Lett. B486 286 (2000).

66. F. Abe et al. (CDF Collaboration), "Measurement of the mass of the Bs meson", Phys. Rev. D53 3496 (1996).

67. V. Abazov et al. (DO Collaboration), "Direct limits on the B° oscillation frequency", Phys. Rev. Lett. 97 021802 (2006).

68. A. Abulencia et al. (CDF Collaboration), "Observation of B°-B° oscillations", Phys. Rev. Lett. 97 242003 (2006).

69. V. Abazov et al. (DO Collaboration), "Measurement of the angular and lifetime parameters of the decays B° -»• J/y K*° and B° -> JA|/ cj)", Phys. Rev. Lett. 102 032001 (2009).

70. Y. Abazov et al. (DO Collaboration), "Measurement of B° mixing parameters from the flavor-tagged decay Bs° J/\\r Phys. Rev. Lett. 101 241801 (2008).

71. T. Aaltonen et al. (CDF Collaboration), "Measurement of lifetime and decay width difference in B° -> J/\|/ ()> decays", Phys. Rev. Lett. 100 121803 (2008).

72. A. Lenz, "Mixing and lifetimes of 6-hadrons", AIP Conf. Proc. 1026 36 (2008).

73. M. Morello (for CDF Collaboration), "Branching fractions and direct CP asymmetries of charmless decay modes at the Tevatron", Nucl. Phys. Proc. Suppl. 170 39 (2007).

74. A. Abulencia et al. (CDF Collaboration), "Measurement of the ratios of branching fractions £(BS0-* D~7t+TtV) / ® (B°—> D7i+ k+k~) and S (B°-» D^tT) / 2 (B°-> D"tl+)", Phys. Rev. Lett. 98 061802 (2007).

75. F. Abe et al. (CDF Collaboration), "Ratios of bottom meson branching fractions involving J/v|/ mesons and determination of b quark fragmentation fractions", Phys. Rev. D54 6596 (1996).

76. A. Abulencia et al. (CDF Collaboration), "Observation of Bg—>• K+K~ and measurements of branching fractions of charmless two-body decays of B° and B® mesons in p p collisions at VI 1.96 TeV ", Phys. Rev. Lett. 97 211802 (2006).

77. T. Aaltonen et al. (CDF Collaboration), "Observation of new charmless decays of bottom hadrons", Phys. Rev. Lett. 103 031801 (2009).

78. V. Abazov et al. (DO Collaboration), "Study of the decay Bs° -»• Dsr) Dse)", Phys. Rev. Lett. 99 241801 (2007).

79. V. Abazov et al. (DO Collaboration), "Evidence for the decay Bs° Dse) Dse) and a measurement of Arscp/rs", Phys. Rev. Lett. 102 091801 (2009).

80. G. Bonvicini et al. (CLEO Collaboration), "Observation of Bs production at the Y(5S) resonance", Phys. Rev. Lett. 96 022002 (2006).

81. D. S. Hwang and H. Son, "Decay rate ratios of T(5S) -> B B reactions" , Eur. Phys. J. C67 111 (2010).

82. E. Eichten, K. Gottfried, T. Kinoshita, K. D. Lane, T.-M. Yan, "Charmonium : the model", Phys. Rev. D17 3090 (1978).

83. N. A. Tornqvist, "Y(5S) mass and B B , B B*, B*B* as sensitive tests of the Unita-rized Quark Model", Phys. Rev. Lett. 53 878 (1984).

84. S. Ono, A. I. Sanda, N. A. Tornqvist, "B-meson production between the Y(4S) and Y(6S) and the possibility of detecting B B mixing", Phys. Rev. D34 186 (1986).

85. Yu. A. Simonov, A.I. Veselov, "Strong decays and dipion transitions of Y(5S)", Phys.1.tt. B671 55 (2009).

86. Yu. A. Simonov, A.I. Veselov, "Bottomonium Y(5S) decays into BB and BB7t", JETP Lett. 88 79 (2008).

87. L. Lellouch, L. Randal, E. Sather, "The rate for e+e~-+ B B± n* and its implications for the study of CP violation, Bs identification, and the study of B meson chiral perturbation theory", Nucl. Phys. B405 55 (1993).

88. I. J. General, S. R. Cotanch, F. J. Llanes-Estrada, "QCD Coulomb gauge approach to hybrid mesons", Eur. Phys. J C51 347 (2007).

89. K.-F. Chen, et al. (Belle Collaboration), "Observation of anomalous Y(1S) 7t+7if and Y(2S) tcV production near the Y(5S) resonance", Phys. Rev. Lett. 100 112001 (2008).

90. C. Meng, K.-T. Chao, "Scalar resonance contributions to the dipion transition rates of Y(4S,5S) in the re-scattering model", Phys. Rev. D77 074003 (2008).

91. W.-S. Hou, "Searching for the bottom counterparts of X(3872) and Y(4260) via rrV Y", Phys.Rev. D74 017504 (2006).

92. M. Benayoun, S. I. Eidelman, V. N. Ivanchenko, Z.K. Silagadze, "Spectroscopy at В factories using hard photon emission", Mod. Phys. Lett. A14 2605 (1999).

93. G. S. Huang et al. (CLEO Collaboration), "Measurement of В (Y(5S)Bsn Bsn) using ф mesons", Phys. Rev. D75 012002 (2007).

94. O. Aquines et al. (CLEO Collaboration), "First measurements of the exclusive decays of the Y(5S) to В meson final states and improved B* mass measurement", Phys. Rev. Lett. 96 152001 (2006).

95. A. Abashian et al. (Belle Collaboration), "KEK, Tsukuba Progress Report 2000: The Belle detector", Nucl. Instr. and Meth. A479 117 (2002).

96. S. Kirokawa, E.Kikutani, "Overview of the KEKB accelerators", Nucl. Instr. and Meth. A499 1 (2003);и другие статьи, включённые в этот выпуск.

97. Т. Abe, et al., "Compensation of the crossing angle with crab cavities at KEKB", Conf. Proc. C070625 27 (2007) (or arXiv:0706.3248 physics.ins-det]).

98. Y. Ushiroda, "The Belle silicon vertex detector", Nucl. Instr. and Meth. A511 6 (2003).

99. H. Hirano, et al., "A high resolution cylindrical drift chamber for the KEKB factory", Nucl. Instr. and Meth. A455 294 (2000).

100. T. Sumiyoshi, et al., "Silica aerogel Cherenkov counter for the KEKB factory experiment", Nucl. Instr. and Meth. A433 385 (1999).

101. I. Adachi, et al., "Study of a threshold Cherenkov counter based on silica earogel with low refractive indices", Nucl. Instr. and Meth. A355 390 (1995).

102. H.Kichimi, et al., "The Belle TOF system", Nucl. Instr. and Meth. A453 315 (2000).

103. H. Sagava, "The Belle Csl calorimeter", Nucl. Instr. and Meth. A453 259 (2000).

104. A. Abashian, et al., "The Kl/jj. detector subsystem for the Belle experiment of the KEKB factory", Nucl. Instr. and Meth. A449 112 (2000).

105. K. Hanagaki, et al., "Electron identification in Belle", Nucl. Instr. and Meth. A485 490 (2002).

106. A. Abashian, et al., "Muon identification in the Belle experiment at KEKB", Nucl. Instr. and Meth. A491 69 (2002).

107. R. Bran, et al., "GEANT 3.21", CERN Report DD/EE 84-1 (1984).

108. A.F. Falk, A.A. Petrov, "Measuring y cleanly with CP tagged Bs and Bd decays", Phys. Rev. Lett. 85 252 (2000).

109. D. Atwood, A. Soni, "Using imprecise tags of CP eigenstates in Bs and the determination of the CKM phase y", Phys. Lett. B533 37 (2002).

110. S. Ono, A. I. Sanda, N. A. Tornqvist, "Where are the B B mixing effects observable in theY region?", Phys. Rev. Lett. 55 2938 (1985).

111. D. Besson, et al. (CLEO Collaboration), "Observation of new structure in the e+e~ cross section above the Y(4S)", Phys. Rev. Lett. 54 381 (1985).

112. D. M. J. Lovelock, et al. (CUSB Collaboration), "Masses, widths, and leptonic widths of the higher Upsilon resonances", Phys. Rev. Lett, 54 377 (1985).

113. M. Artuso, et al. (CLEO Collaboration), "First evidence and measurementof J Bsv'production at the Y(5S)", Phys. Rev. Lett. 95 261801 (2005).

114. A. Drutskoy, et al. (Belle Collaboration), "Measurement of inclusive Ds, D° and J/\j/ rates and determination of the Bg B^ production fraction in bl> events at the Y(5S) resonance", Phys. Rev. Lett. 98 052001 (2007).

115. A. Drutskoy, et al. (Belle Collaboration), "Measurements of exclusive B° decays at the Y(5S) resonance", Phys. Rev. D76 012002 (2007).

116. B. Aubert, et al. (BaBar Collaboration), "Measurement of the e+e~ —» bb cross section between Vs = 10.54 and 11.20 GeV", Phys. Rev. Lett. 102 012001 (2009).

117. K.-F. Chen, et al. (Belle Collaboration), "Observation of an enhancement in e+e~ to Y(1S)ttV, Y(2S)ttV, and Y(3S)7t+7Tproduction around yfs = 10.89 GeV at Belle", Phys. Rev. D82 091106 (R) (2010).

118. G. C. Fox, S. Wolfram, "Observables for the analysis of event shapes in e+e~ annihilation and other processes", Phys. Rev. Lett. 41 1581 (1978).

119. R. Louvot, . , A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Measurement of the decay B°-> Ds7r+ and evidence for Bs°—► Dg K~ in eV annihilation at V? ~ 10.87 GeV", Phys. Rev. Lett. 102 021801 (2009).

120. H. Albrecht, et al. (ARGUS Collaboration), "Search for b—>yy in exclusive decays of B mesons", Phys. Lett. B229 304 (1989).

121. A. Drutskoy, "Results from the Y(5S) engineering run (Belle)", Proceedings of the Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories, 2006.

122. A. Drutskoy, "Hot topics from Belle", Proceedings of the 33rd International Conference on High Energy Physics (ICHEP06). Published at World Scientific Books, Moscow, Russia, 2006.

123. A. Drutskoy, "Bf decays at Belle", Proceedings of the EPS/HEP 2007 conference, Manchester, England, J. Phys. Conf. Ser.110 052013 (2008).

124. A. Drutskoy, "Results and prospects for Y(5S) running at B-factories", Proceedings of the Hadron Collider Physics Symposium (HCP), 2008.

125. A. Drutskoy, "T(5S) and B° decays at Belle", Proceedings of the Moriond QCD and High Energy Interactions (2009).

126. A. Drutskoy, "Study of Y(5S) decays to B° and B+ mesons", Proceedings of the EPS/HEP 2009 conference, Krakow, Poland (2009).

127. R. Louvot, . , A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Observation of B°-» D*-^, B° —*■ Dj ^ p+ decays and measurement of B° —> D^f p+ polarization", Phys. Rev. Lett.104 231801 (2010).

128. F. Fang, PhD (кандидатская диссертация), University of Hawaii (2003).

129. K. Cranmer, "Kernel estimation in High-Energy Physics", Comput. Phys. Commun. 136 198 (2001).

130. A.Deandea, N. Di Bartolomeo, R. Gatto, G. Nardulli, "Two body non-1 eptonic decays of В and Bs mesons", Phys. Lett. B318 549 (1993).

131. J. Wicht, . , A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Observation of Bs°-> фу and search for B°->yy decays at Belle", Phys. Rev. Lett. 100 021801 (2009).

132. Использование дискриминанта Фишера и Фокс-Вольфрам моментов подробно описано в работах Belle: К. Abe et al. (Belle Collaboration), Phys. Rev. Lett. 87 101801 (2001) и К. Abe et al. (Belle Collaboration), Phys. Lett. B511 151 (2001).

133. C.-C. Peng,., A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Search for Bs° -> hh decays at the Y(5S) resonance", Phys. Rev. D82 072007 (2010).

134. M. Morello et al. (CDF Collaboration), "Branching fractions and direct CP asymmetries of charmless decay modes at the Tevatron", Nucl. Phys. Proc. Suppl. 170 39 (2007).

135. S. Esen, . , A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Observation of B° ->DSW~DSW+ using e+e~ collisions and a determination of the BSBS width difference ДГУ', Phys. Rev. Lett.105 201802 (2010).

136. I. Adachi, . , A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Observation of the decay —> J/14/ r| and evidence for Bs°-> JA|/ r|' ", EPS 2009 conference paper BELLE-CONF-0902, arXiv:0912.1434 hep-ex].

137. A. Abe,., A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Measurement of the inclusive B° —>• X+i ~ v semileptonic decay branching fraction", EPS 2007 conference paper BELLE-CONF-0735, arXiv:0710.2548 hep-ex].

138. A. Drutskoy, et al. (Belle Collaboration), "Measurement of Y(5S) decays to B° and B+ mesons", Phys. Rev. D81 112003 (2010).

139. A. Drutskoy, et al. (Belle Collaboration), "Observation of B-^D(*) K~ K0(*) decays", Phys. Lett. 542B 171 (2002).

140. M. Gronau, "Measurement the photon polarization in B —>K k ny", Phys. Rev. Lett. 88 051802 (2002).

141. A. Drutskoy, et al. (Belle Collaboration), "Observation of radiative B—>(|)Ky decays", Phys. Rev. Lett. 92 051801 (2004).

142. M. Oreglia, PhD thesis, Stanford University, Report No. SLAC-236 (1980).

143. B. Aubert et al. (BaBar Collaboration), "Measurement of B decays to <j) Ky", Phys. Rev. D75 051102 (2007).

144. A. Drutskoy, et al. (Belle Collaboration), "Observation of B°-> Dsj (2317)+K~ decay", Phys. Rev. Lett. 94 061802 (2005).

145. A. Abe, . , A. Drutskoy et al. (Belle Collaboration), "Improved measurements of B°—► DsJ (2317)+ K~ decays", EPS 2005 conference paper BELLE-CONF-0511, hep-ex/ 0507064.

146. B. Aubert et al. (BaBar Collaboration), "Observation of a narrow meson decaying to D+ k° at a mass of 2.32 GeV/c2", Phys. Rev. Lett. 90 242001 (2003).

147. D. Besson et al. (CDF Collaboration), "Observation of a narrow resonance of mass 2.46 GeV/c2 decaying to Ds*+ n and confirmation of the Dsj *(2317) state", Phys. Rev. D68 032002 (2003).

148. D. Du, L. Guo, D.-X. Zhang, "W exchange and W annihilation processes of B mesons", Phys. Lett. B406 110 (1997).

149. C. D. Lu, "Prediction of pure annihilation type B decays", hep-ph/0305061.

150. C.-K. Chua, W.-S. Hou, K.-C. Yang, "Final state rescattering and color suppressed of B°-> Dor) h° decays", Phys. Rev. D65 096007 (2002).

151. B. Blok, M. Gronau, J. L. Rosner, "Annihilation, rescattering, and CP asymmetries in B meson decays", Phys. Rev. Lett. 78 3999 (1997).

152. C. S. Kim, Y. Kwon, J. Lee, W. Namgung,"Measurement of \Vub/Vcb\ (and |V„a| ) in exclusive nonleptonic decays within the generalize factorization scheme", Phys. Rev. D63 094506 ((2001).

153. A.G. Akeroyd, . , A. Drutskoy et al. (the SuperKEKB Physics Working Group), "Physics at super B factory", hep-ex/0406071.

154. T. Aushev,., A. Drutskoy et al. (Belle II Physics Working Group), "Physics at super B factory", arXiv: 1002.5012 hep-ex].