Post on 02-Jan-2016
description
Измерение вероятности Измерение вероятности распада распада J/J/ΨΨ→→γηγηcc на на
детекторе КЕДРдетекторе КЕДР
Малышев В.М.
2
Распад J/ψ→γηc
радиационный М1- переход
энергия фотона ω = 114.3 МэВ
угловое распределение фотонов
dΓ/dΩ ~ 1+cos2θ
ширина ηc-мезона (PDG)Г(ηc) = 26.7±3.0 МэВ
вероятность распада (PDG) B(J/ψ→γηc) = (1.27±0.36)%
3
Вероятность распада J/ψ→γηc
Теория :
• (3.05±0.07)% потенциальная модель : E.Eichten et al. “Quarkonia and their transitions”,
arXiv:hep-ph/0701208v1 (2007)• (2.4±0.3)% КХД правила сумм : Бейлин В.А., Радюшкин
А.В. “Анализ распада J/ψ→ηcγ методом КХД правил сумм”, Ядерная физика, т. 39, вып. 5 (1984)
Эксперимент :
• (1.98±0.09 ±0.30)% R.E.Mitchell et al. “J/ψ and ψ(2S) Radiative transitions to ηc” arXiv:0805.0252v1 [hep-ex] (2008)
4
Данные КЕДР
Заходы 11220-11962 (Декабрь 2007 - апрель 2008 года) :
Сканирование J/ψ+ набор в пике + набор в подложке.
Магнитное поле H = 6.0 кГс Разброс энергии в пучке бW =0.71 МэВ.
Пик J/ψ L=820 нб-1 NJ/ψ=2.87 M
Подложка J/ψ L=118 нб-1
5
Отбор событий Условия отбора :
• Суммарное энерговыделение по кластерам EΣ >0.8 ГэВ • Число кластеров Ncl>3• Число треков из точки взаимодействия NtrackIP > 0• Число сработавших мюонных трубочек в третьем слое NMU3 = 0
Эффективность отбора (по моделированию) : ε,%• Распады J/ψ 89• Распады J/ψ→γηc 94
Кластер 57 Нейтральный (DC) кластер 49 Нейтральный (TOF) кластер 51 Фотон 44
«Нейтральный кластер» - нет пришитого трека в DC или нет сработавшего в данном месте счетчика TOF
«Фотон» - нейтральный (TOF+DC) кластер
6
Спектр фотонов (моделирование)
Распределение по энергиям (ГэВ) начальных фотонов и реконструированных нейтральных (DC) кластеров.
7
Спектры кластеров в LKr и CsI – калориметрах. По оси x – энергия кластера в МэВ.
Спектры кластеров (данные)
8
Спектр фотонов в распаде J/ψ→γηc
)()(),(
d
dgdN
d
dN
где g(ω,ω’) - отклик калориметра,ε(ω) – эффективность регистрации фотона,
Г0=2.87 кэВ при mc=1.5 ГэВ и |M|=1,ω0=114.3 МэВ – н.в. энергия фотона,r0=0.4-0.6 фм –радиус ηc
M=<f|j0(ωr/2)|i> - матричный элемент перехода
)(
)16
1(
)/()(
3
4)(
220
2
3023
2
2
BWr
BWMm
e
d
d
c
c
0
9
Спектр фотонов в распаде J/ψ→γηc
)(
)16
1(
)/()(
220
2
30
BWrA
Bd
d
dBWr
A )(
)16
1(
)/(
220
2
30
где
A=1.06 при Г(ηс)= 1 МэВA=2.37 Г(ηс)=20 МэВA=3.8 Г(ηс)=40 МэВ
Спектр фотонов при В=1, NΨ=1 M, ε=1, Г=1 МэВ (синий), Г=20 МэВ (зеленый), Г=40 МэВ (красный)
12
Измерение вероятности распада J/ψ→γηc
Результаты подгонки спектров. Слева – все кластеры, справа – нейтральные (TOF) кластеры. По оси x – энергия кластера в МэВ.
13
Измерение вероятности распада J/ψ→γηc
Результаты подгонки спектров. Слева – нейтральные (DC) кластеры, справа – нейтральные (TOF+DC) кластеры. По оси x – энергия кластера в МэВ.
14
Измерение вероятности распада J/ψ→γηc
Величина брэнчинга (%), измеренная разными способами в пике J/ψ.
Спектр фотонов в подложке J/ψ. По оси x – энергия фотона в МэВ.
B=(0.07±0.06)%.
15
Систематические ошибки N(J/ψ)
• измерение светимости 0.08• разброс энергии в пучке 0.05
Эффективность регистрации фотона 0.14 Подгонка спектра
• ширина ηс 0.12
• калибровка энергии калориметра 0.10
Всего 0.23
Результат измерения вероятности распада (предварительный) :
B(J/ψ→γηc) = 1.07 ± 0.16 ± 0.23
16
Результаты
Измеренная величина B(J/ψ→γηc)=(1.07±0.28)%
согласуется с измерениями Crystall Ball (1.27±0.36)%,
BaBar (0.79±0.2)%,
не согласуется с измерениями CLEO (1.98±0.31)%, теоретическими предсказаниями (2.4-3.1)%
Необходима работа по определению формы линии спектра в этом распаде
При увеличении статистики возможно измерение ширины, массы ηc. Набор статистики в пике J/ψ продолжается, планируется удвоить набранный интеграл светимости.