B介子半不可见衰变中半轻子标记的一种新方法

为两体衰变至部分未探测末态而设计的运动学变量——典型例子如 $M_{T2}$ 及其洛伦兹不变版本 $M_2$——已在高 $p_T$ 对撞机搜索中被广泛采用。最近有人提出在味物理设施中的一系列潜在新应用——其中 $B$ 介子或 $\tau$ 轻子也成对产生。这类衰变中的一个普遍挑战是：若信号母粒子与常作标记的“另一”母粒子均以半不可见方式衰变。在此类情形（显著包含半轻子标记）中，由于随之缺乏对信号母粒子推动量的了解，信号鉴别通常受阻。$M_2$ 恰可克服此挑战，并得以利用半轻子衰变本具的更优效率。我们的策略基于可对 $M_2$ 施加的两个新约束。其一是衰变母粒子质量平方的已知质量约束，结合其他约束后给出 $M_{2sB}$。其二是信号母粒子的飞行方向约束，在具备高顶点重建能力的设施（如 Belle II 与 LHCb）中常可良好重建。该约束给出 $M_{2V}$ 变量，即便在碰撞能量未知的设施中亦可使用。我们在当前 $B$ 衰变持续反常背景下备受关注的衰变 $B \to K \tau \mu$ 中检验了这些想法。我们发现，仅以最简方式应用 $M_{2sB}$ 即可带来改进，其效果已介于现有方法与“真值级”半轻子情形之间的一半处。在其他条件（尤其是统计量）相同下，我们的方法由此使半轻子标记可与完全重建的强子标记相竞争。