Kršitev simetrije CP pri razpadu

:

o stopnji presenetljivosti izmerjenih vrednosti

Kršitev simetrije CP pri razpadu

:

o stopnji presenetljivosti izmerjenih vrednosti

Tomaž Podobnik

SKB )(

22

Well, QED is very nice and impressive, but when everything is so neatly wrapped up in blue

bows, withall experiments in agreement with each other

and with theory – that is when one is learning absolutely

nothing!

R.Feynman

Well, QED is very nice and impressive, but when everything is so neatly wrapped up in blue

bows, withall experiments in agreement with each other

and with theory – that is when one is learning absolutely

nothing!

R.Feynman

[1] K.Abe et al., Belle Collaboration, BELLE-CONF-0344[2] T.Browder, “CKM Phases ”, Lepton-Photon 2003[3] P.Križan, Znanost 22. septembra 2003, str. 3

[4] B.G., M.B., P.K., I.B.

33

q

B

KBBS S

)(

)4(

Kratka ponovitev:

oznaka enega izmed okusov ob razpadu (B ali B) : čas med razpadoma mezonov B

1q

t

44

Pričakovana porazdelitev po :t

)cos()sin(14)(

1 /||

tmAtmSqe

td

dN

N B

t B

•CP: S ali A 0•SM: in

•predhodne meritve (J/K ):

)2sin( 1S 0A73.0SS

][ ps ][ ps

55Meritev asimetrije:

•končna ločljivost t (~0,85 ps) => konvolucija

•delež w napačno označenih razpadov

•delež w ozadja B -> K K K

•ozadje iz kontinuuma pod resonanco

}w=w +w q->q(1-2w)

1

2

1 2() + -S

ozadjabrez

ps

w

A

S

t 85.0

2.0

0

732.0

66

Meritev Belle :

•w in t) za vsak dogodek posebej [1],[2]

•S in A edina prosta parametra [1], [2]

07.029.015.0

50.096.0 09.011.0

A

S

0

50.099.0

S

A

77

•Asimetrija A :N

11

11

qq

qqN NN

NNA

A N

“Polna črta prikazuje najboljše ujemanje z meritvami, napoved Standardnega modela pa prikazuje črtkana krivulja. Očitno je, da se slednja ne ujema z meritvijo.” [3]

Pomislek #1: Ali je ujemanje polne črte in meritev res najboljše?

88

Lastna ocena:

•približna metoda (povprečne vrednosti t) in w)

• t)=0.85 ps

•1-2w=0.62; w=12%+7% (KKK)

•Normalizacija: skupno število izmerjenih dogodkov (48)

•Pričakovano ozadje: 4,68/vzorec [2]

•S=-0.96, A=-0.15

•primerjava z Belle

99A

N

ps

ps

1010

][ ps

][ ps

37.021.0

59.037.0

)(;lnln

A

S

td

dNNL ii

ii

36.019.0

50.039.0

;2

ln2

2

A

S

AAA

L Ni i

ii

1111

•S=0 bolje opiše meritev od S(Belle)=-0.96 (!?)

1212

Signifikantnost S(J/)-S(K ):S S

•MC eksperimenti•Vhodne vrednosti: S=+0.73, A=0

%4,0)96.0(

%4)38.0(

all

rec

all

rec

N

SN

N

SN

1313

“Verjetnost, da je izmerjena vrednost posledica naključja, je manjša od desetinke odstotka.” [3]

Pomislek #2: Ali je objavljena signifikanca pravilna?

Pomislek #3: Ali je formulacija sprejemljiva v okviru frekventistične statistike?

1414

•Frekventistični pristop: verjetnost samo za naključne količine

•S : naključna količina

•S=0.732 (H=SM): ni naključna količina

•P(S <S(Belle/TP)|S=0.732) = 0,4% / 4%

•ne moremo delati zaključkov o parametrih porazdelitve (o konsistentnosti SM) !!!?!

rec

rec

Pomislek #4: Ali je formulacija sprejemljiva v okviru Bayesovega pristopa?

1515

•Bayesov pristop: verjetnost = stopnja zaupanja (tudi za fiksne neznane količine, hipoteze,...)

•P(H|S(Belle/TP)) ~ P(H) x P(S(Belle/TP)|H)

•P(S(Belle/TP)|H): zanesljivost (likelihood)

•P(H|S(Belle/TP)): verjetnost a posteriori

•P(H): verjetnost a priori

•primer: P(H)~(S-0.732) => P(H|S(Belle/TP))~1

•primer: šolski poskus s kroglicami

1616

Verjetnost majhna v primerjavi s čim?

•H : SM je konsistentna teorija, S~0.732

•H : SM ni konsistentna teorija, S~-0.96, za razliko je kriv dodaten delec (SUSY ?) [3]

1

2

]|)([)(

]|)([)(

)](|[

)](|[

22

11

2

1

HBelleSPHP

HBelleSPHP

BelleSHP

BelleSHP

]|)([

]|)([

)](|[

)](|[1

)(

)(

2

1

2

1

2

1

HBelleSP

HBelleSP

BelleSHP

BelleSHP

HP

HP

Bayesovfaktor

Bayesovfaktor

!!?!?!!!?!?!

1717

Verjetnost in igre na srečo (Poincare, de Finetti)

•p : verjetnost, da je izjava H resnična

•q=1-p: verjetnost, da je izjava H napačna (da je H resnična)

•stavim N na H : v primeru zmage dobim N/p

•stavim Nq/p na H : v primeru zmage spet poberem N/p

•koherenca: prava vrednost p => vseeno ali stavim na H ali H

1

1

2

2

2

1

1

1818

•p<0,1% [3]

•stavim 10,000.00 SIT na H 1

~

Pomislek #5: Ali je kdo iz Belle pripravljen sprejeti stavo?

$ $ $ $ $ $ $ $ $ $

1919

•subjektivna (Bayesova) interpretacija anarhija

•osnovna pravila: koherenca

•pri statisičnih zaključkih moramo upoštevati vso informacijo, ki nam je na voljo (vse meritve, za katere nismo prepričani, da so napačne)

1919

•“Nedavno je na osrednji letošnji konferenci fizikov osnovnih delcev v Batavii pri Chicagu enega izmed najbolj vročih rezultatov objavila mednarodna raziskovalna skupina Belle.” [3]

•BaBar:

12.037.038.0

07.043.045.0

A

S

2020

Pomislek #6: Ali je res vsaka reklama boljša od nikakršne reklame?