$B^0 \to \overline{D}^0 \pi^+\pi^-$ 衰变的达利兹图分析

利用达利兹图（Dalitz plot）技术研究了 $B^0 \to \overline{D}^0 \pi^+\pi^-$ 衰变的共振子结构。本研究使用了 LHCb 探测器收集的 $pp$ 碰撞、对应积分亮度为 3.0 fb$^{-1}$ 的数据样本。在 $m(\overline{D}^0\pi^{\pm})>2.1$ GeV$/c^2$ 区域内，$B^0 \to \overline{D}^0 \pi^+\pi^-$ 衰变的分支比测得为 $(8.46 \pm 0.14 \pm 0.29 \pm 0.40) \times 10^{-4}$，其中第一项不确定度为统计误差，第二项为系统误差，最后一项来自归一化道 $B^0 \to D^*(2010)^-\pi^+$。$\pi^+\pi^-$ 的 S 波分量采用 Isobar 和 K-matrix 形式体系建模。给出了基于两种模型的达利兹图分析结果。在 $m(\overline{D}^0\pi^-) \approx 2.8$ GeV$/c^{2}$ 处的一个共振结构得到确认，且其自旋-宇称首次被确定为 $J^P = 3^-$。该结构以及 $D^*_0(2400)^-$ 和 $D^*_2(2460)^-$ 共振态的分支比、质量和宽度被一并确定。其他 $B^0 \to \overline{D}^0 h^0$ 衰变分量（其中 $h^0 \to \pi^+\pi^-$）的分支比也有报道。这些分支比测量中有许多是迄今最精确的。文中给出了对衰变 $B^0 \to \overline{D}^0 f_0(500)$、$B^0 \to \overline{D}^0 f_0(980)$、$B^0 \to \overline{D}^0 \rho(1450)$、$B^0 \to D_3^*(2760)^- \pi^+$ 的首次观测，以及对 $B^0 \to \overline{D}^0 f_0(2020)$ 的首次证据。