Изучение процесса
DESCRIPTION
Изучение процесса. В ОБЛАСТИ ЭНЕРГИИ 2E < 1 ГэВ с детектором СНД. Харламов Алексей Георгиевич. Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера. Новосибирск - 2008. π +. e +. V = ρ ρ′ ρ″. π 0. π 0. a 1. e -. π -. ρ. e +. π +. e +. π +. V = ρ ρ′ ρ″. ?. ω. ρ. e -. π -. π -. e -. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
00 eeВ ОБЛАСТИ ЭНЕРГИИ 2E < 1ГэВ с
детектором СНД
Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера
Зачем изучать π+π-π0π0 при 2Е<1 ГэВ ?
V = ρ ρ′ ρ″π0
π0
π+
π-ω
ρ
e+
e-
+ …
e+e-→ωπ0→π+π-π0π0 e+e-→a1π→π+π-π0π0
V = ρ ρ′ ρ″ π0
π0
π+
π-
e+
e-ρ
a1
+ …
e+
e-
π0 π0
π+
π-
V = ρ ρ′ ρ″
e+e-→σV→π+π-π0π0 e+e-→ω→π+π-π0π0
π0 π0
π+
π-
e+
e-
ω ρ?
Br(ω→π0π0γ) = (6.7±1.1)·10-5
Br(ω→π0π0π+π-) = ?×Br(ω→π0π0γ)
• ВЭПП-2М: 0.36-1.4 ГэВ в с.ц.и., L31030 1/см2с при 1 ГэВ• Детекторы CMD-2 и SND: 60 pb-1 в течение 1993-2000 г.
1 – вакуумная камера, 2 – трековая система, 3 – сцинтилляционный счетчик, 6 – электромагнитный калориметр NaI(Tl), 7 – фототриоды, 8 – поглотитель, 9 – стримерные трубки, 11 – сцинтилляционные счетчики мюонной системы, 12,13,4,5 – элементы ускорителя
Сферический Нейтральный Детектор
Число нейтральных NNP ≥ 4
Е > 20 МэВ
30°<θ <150°
Число заряженных NCP ≥ 2
0ee + наложения
ee + наложения
χ2(π+π-π0π0) < 40
χ2(π+π-π0) > 20
Нормированное распределение по параметру χ2
4π для событий моделирования, заштрихованная гистограмма для процесса π+π-π0, линия для π+π-π0π0.
В анализе использовалась статистика 2х экспериментов: Ome01: 3697.33 нб-1
Rho98: 5880.67 нб-1
Моделирование: ωπ0 - Phys. Lett. B338 (1994) 471
а1π – Preprint INP 98-83 (CMD2)
CUT
Нормированное распределение по параметру χ2
3π для событий моделирования, зеленая гистограмма для процесса π+π-π0, красная для π+π-π0π0.
Точки с ошибками – экспериментальное распределение, заштрихованная «крестиком» гистограмма события моделирования фона π+π-π0, заштрихованная полосками гистограмма события моделирования π+π-π0π0, линия сумма всех вкладов. События отобраны в диапазоне 800–1000 МэВ
Распределение по массе π0-мезонов после реконструкции в модели π+π-4γ.
χ2(π+π-4γ) χ2(4π)
Распределение параметрам: Emp4 – наименьшая энергия фотона взятого в реконструкцию и Pmp4 – наименьший угол фотона взятого в реконструкцию. Точки с ошибками – экспериментальное распределение, заштрихованная «крестиком» гистограмма события моделирования фона π+π-π0, заштрихованная полосками гистограмма события моделирования π+π-π0π0, линия сумма всех вкладов. События отобраны в диапазоне 800–1000 МэВ.
Распределение массе наименее энергичного π0-мезона.
События отобраны в диапазоне 750–800 МэВ
χ2(π+π-4γ)
Распределение по параметрам: массе наиболее энергичного π0-мезона и наименьшей энергии фотона взятого в реконструкцию. Точки с ошибками – экспериментальное распределение, заштрихованная «крестиком» гистограмма события моделирования сигнала π+π-π0π0, заштрихованная полосками гистограмма события моделирования π+π-π0, линия сумма всех вкладов. События отобраны в диапазоне 750–800 МэВ
Распределение по параметрам: наименьшему углу фотона взятого в реконструкцию и H-Matrix.
χ2(π+π-4γ)
M(π0)
M(π0)
M3π(π0)M3πγ(γrec)
Min(Eγ)θ(γmin)
χ2-реконструкции π+π- 4; Массы π0; Масса отдачи фотона M3πγ(γrec), Наименьшая энергия фотона, взятого в реконструкцию; угол θ наименее энергичного фотона.
Распределение по H-Matrix устойчиво и его можно использовать для разделения фон/сигнал
2E=782 МэВ
2E=970 МэВ
Фит распределения по параметру разделения
в каждой точке по энергииформа распределений фиксировалась из моделирования
2E = 782 МэВ
ee
Метод расширенной функции правдоподобия
2Е = 784 МэВМасса отдачи наиболее энергичного фотона
Unbinned likelihood fit
2Е = 950 МэВ
Масса π+π-π0
ωπ0
ωπ0
a1π
π+π-π0ηγ
a1π + π+π-π0 + ηγ
Все распределения фитировались одновременно
22 2 22
3
4( ) ( )
( ) ( ) ( )
i
bor f
g m e m mE A A P E
f D E D E D EE
32
2( )
( ) ( , )( )
( )
ff
S E
q E p q EP E dq
D E
Сечение процесса e+e-→π+π-π0π0σ vi
s, нб
ωπ0
а1π
0
( ) ( , ) (1 )vis bors F s x s x dx
χ2 = 1.91/3
Е, МэВ
F(s,x) – «радиатор» Кураева, Фадина
σ0 =101 ± 73
Аρ ′ = -1 ± 0.74
Аρ ″ = - 0.05 ± 0.06
φ = 0 фиксированнаЕсть решение φ = 180
32( )
( )( )
i
i i
i
i
i
m q QQ
Q q m
Е, МэВσ,
нб
Е, МэВ
σ, н
б 0
0
0 0Br( )
( )( )Br
σ(π+π-π0π0)SND
SND
CMD
OLYA
MN2
MN2
OLYA
Полученое сечение
согласуется с предыдущими измерениями
Но имеет лучшую точность
Вероятность распада ρ→π+π-π0π0
2 2
3 2 3 2
( ) ( )4 4( )
( )( )
fbor
P E P EE
E E D ED E
2 свободных параметра: σρ
и σω
σρ=(1.14±0.93)·10-2 нбσω=(2.05 ±0.32) ·10-1 нб
χ2 = 22.65/30Эта работа:
Brρ= (1.0±0.8±0.12)·10-5
Brρ < 2.2·10-5 (CL 90%)
Brω < 1.47 ·10-4 (CL 90%)PDG:
Brρ < 4·10-5 (CL 90%)
Brω < 2·10-2 (CL 90%)
Brω = (1.19±0.19±?) ·10-4
Е, МэВ
σ, н
б
Систематическая неопределенность
Вычитание фона и эффективность
регистрации
1.9 %
Светимость
2 %
Радпоправка
1 %
Итого: 3%
Для определения систематических ошибок последовательно отбрасывалось по одному
критерию отбора и заново проводилась процедура фитирования
Е, МэВ
σ, н
б
upCA2i
CrossCA2i
dCrossCA2i
dwCA2i
CrossCA2i
dCrossCA2i
740 750 760 770 780 790 800 810 820
0
0.1
0.2
0.3
0.4Систематическая неопределенность
Вычитание фона и эффективность
регистрации
12 %
Светимость
2 %
Радпоправка
1 %
Итого: 12.5%
В области 778 – 788 МэВ систематический сдвиг составил: 0.119 ± 0.114 нб
Тогда σω=(0.86 ± 0.32 ± 0.114) ·10-1 нб Brω = (5.0 ± 1.86 ± 6.6)·10-5 Brω< 1.49×10-4 (CL 90%)
Измерено сечение процесса π+π-π0π0, сечение согласуется с предыдущими измерениями, но имеет лучшую точность
Разделены механизмы реакции, для канала ωπ0 систематическая неопределенность значительно меньше статистической
Впервые измерено сечение π+π-π0π0 в области 2Е<800 МэВ, определена вероятность распада ρ→π+π-π0π0
Brρ=(1.0±0.8±0.12)·10-5, что соответствует верхнему пределу Brρ< 2.2·10-5 (CL 90%) и в 2-е лучше предыдущего
Улучшен на 2 порядка верхний предел на распад ω→π+π-π0π0 Brω < 1.49 ·10-4 (CL 90%)
Эффективность регистрации реакции е+e- →π+π-π0π0, показаны только статистические ошибки, кружки – промежуточный механизм а1π, квадратики – промежуточный механизм ωπ0
e+e-→ωπ0→π0π0γπ0
π0
γ
V = ρ ρ′ ρ″
ωρ
e+
e-
q2 = 0
e+e-→a1π→π+π-π+π-
V = ρ ρ′ ρ″ π-
π+
π+
π-
e+
e-ρ
a1
σ(π+π-π+π-)/σ(π+π-π0π0) = 2 ?Г(π0π0γ)/Г(π+π-π0π0) = ?
e+e-→ω→π0π0γ e+e-→ω→π+π-π0π0
π0 π0
π+
π-
e+
e-
ω ρ?
Br(ω→π0π0γ) = (6.7±1.1)·10-5
Br(ω→π0π0π+π-) = ?×Br(ω→π0π0γ)
q2 ≠ 0
π0 π0
e+
e-
γω ω, ρ
π0 π0
e+
e-
γω ω
σ
391 --- : 1 : M2p4 : 1.311e-01 --- : 2 : M3pn : 1.109e-01 --- : 3 : Gm3q : 9.794e-02 --- : 4 : X4pp : 8.685e-02 --- : 5 : Emp4 : 4.755e-02 --- : 6 : M1p4 : 4.249e-02 --- : 7 : Pmp4 : 1.889e-04
485 --- : 1 : M2p4 : 7.298e-02 --- : 2 : X4pp : 6.829e-02 --- : 3 : Emp4 : 6.063e-02 --- : 4 : M3pn : 4.595e-02 --- : 5 : Gm3q : 4.434e-02 --- : 6 : M1p4 : 1.109e-02 --- : 7 : Pmp4 : 6.402e-05
а1πσππ
Е, ГэВ
σ, н
б
Сечение механизма не ωπ0
2E = 940 МэВ 2E = 782 МэВ