270 likes | 454 Views
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 -.
E N D
Изучение процесса В ОБЛАСТИ ЭНЕРГИИ 2E < 1ГэВ с детектором СНД Харламов Алексей Георгиевич Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Новосибирск - 2008
π+ e+ V = ρρ′ρ″ π0 π0 a1 e- π- ρ e+ π+ e+ π+ V = ρρ′ρ″ ? ω ρ e- π- π- e- π0 π0 π0 π0 Зачем изучать π+π-π0π0 при 2Е<1 ГэВ ? e+e-→ωπ0→π+π-π0π0 e+e-→a1π→π+π-π0π0 e+ π0 V = ρρ′ρ″ π0 + … + … π+ ω e- π- ρ e+e-→ω→π+π-π0π0 e+e-→σV→π+π-π0π0 Br(ω→π0π0γ) = (6.7±1.1)·10-5 Br(ω→π0π0π+π-) = ?×Br(ω→π0π0γ)
Ускорительный комплекс ВЭПП-2M • ВЭПП-2М: 0.36-1.4 ГэВв с.ц.и., L31030 1/см2спри 1 ГэВ • Детекторы CMD-2 и SND: 60 pb-1в течение 1993-2000 г.
СферическийНейтральныйДетектор 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
Условия отбора χ2(π+π-π0π0) < 40 Число заряженных NCP ≥ 2 Е> 20 МэВ χ2(π+π-π0) > 20 Число нейтральных NNP≥ 4 30°<θ <150° В анализе использовалась статистика 2х экспериментов: Ome01: 3697.33 нб-1 Rho98: 5880.67 нб-1 + наложения Фон: + наложения Моделирование: ωπ0 - Phys. Lett. B338 (1994) 471 а1π – Preprint INP 98-83 (CMD2) CUT Нормированное распределение по параметру χ23π для событий моделирования, зеленая гистограмма для процесса π+π-π0, красная для π+π-π0π0. Нормированное распределение по параметру χ24π для событий моделирования, заштрихованная гистограмма для процесса π+π-π0, линия для π+π-π0π0.
Сравнение с моделированием χ2(4π) χ2(π+π-4γ) 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.
Сравнение с моделированием 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. События отобраны в диапазоне 750–800 МэВ χ2(π+π-4γ) Распределение массе наименее энергичного π0-мезона.
Сравнение с моделированием 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.
Построение дополнительного критерия отбора M(π0) Входные переменные χ2-реконструкции π+π-4; Массы π0; Масса отдачи фотона M3πγ(γrec), Наименьшая энергия фотона, взятого в реконструкцию; угол θ наименее энергичного фотона. M3π(π0) χ2(π+π-4γ) M3πγ(γrec) θ(γmin) M(π0) Min(Eγ)
Устойчивость дискриминатора 2E=782 МэВ Распределение по H-Matrix устойчиво и его можно использовать для разделения фон/сигнал
Вычитание фона Фит распределения по параметру разделения в каждой точке по энергии форма распределений фиксировалась из моделирования 2E=970МэВ
Вычитание фона 2E = 782 МэВ
Вычитание фона Unbinned likelihood fit 2Е = 784 МэВ Масса отдачи наиболее энергичного фотона Метод расширенной функции правдоподобия
Разделение механизмов реакции Масса π+π-π0 a1π ηγ π+π-π0 ωπ0 2Е = 950 МэВ ωπ0 a1π +π+π-π0 + ηγ Все распределения фитировались одновременно
χ2 = 1.91/3 σvis, нб ωπ0 а1π Е, МэВ Сечение процесса e+e-→π+π-π0π0 F(s,x) – «радиатор» Кураева, Фадина σ0=101 ± 73 Аρ ′ = -1 ± 0.74 Аρ ″= - 0.05 ± 0.06 φ = 0 фиксированна Есть решение φ = 180
Сравнение с другими измерениями Полученое сечение согласуется с предыдущими измерениями σ, нб MN2 σ(π+π-π0π0) SND σ, нб CMD SND OLYA Е, МэВ MN2 Но имеет лучшую точность OLYA Е, МэВ
Вероятность распада ρ→π+π-π0π0 2 свободных параметра: σρи σω Эта работа: Brρ=(1.0±0.8±0.12)·10-5 Brρ< 2.2·10-5(CL 90%) Brω< 1.47 ·10-4 (CL 90%) χ2= 22.65/30 σρ=(1.14±0.93)·10-2 нб σω=(2.05 ±0.32) ·10-1 нб PDG: Brρ < 4·10-5(CL 90%) Brω< 2·10-2(CL 90%) Brω=(1.19±0.19±?) ·10-4
Изучение систематических неопределенностей Для определения систематических ошибок последовательно отбрасывалось по одному критерию отбора и заново проводилась процедура фитирования Систематическая неопределенность σ, нб Вычитание фона и эффективность регистрации 1.9 % Светимость 2 % Радпоправка 1 % Итого: 3% Е, МэВ
Изучение систематических неопределенностей σ, нб Систематическая неопределенность Вычитание фона и эффективность регистрации 12 % Светимость 2 % Радпоправка 1 % Итого:12.5% Е, МэВ 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)·10-5Brω< 1.49×10-4 (CL 90%)
Заключение 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-π0π0Brρ=(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 распадω→π+π-π0π0Brω < 1.49 ·10-4 (CL 90%)
Эффективность Эффективность регистрации реакции е+e- →π+π-π0π0, показаны только статистические ошибки, кружки – промежуточный механизм а1π, квадратики – промежуточный механизм ωπ0
π+ e+ V = ρρ′ρ″ π- π+ a1 e- π- ρ e+ π0 π0 V = ρρ′ρ″ ω γ e- ρ q2 = 0 e+e-→ω→π0π0γ e+e-→ω→π+π-π0π0 e+ γ ω ω, ρ e+ π+ ? ω ρ q2 ≠ 0 e- π- e- e+ π0 π0 π0 π0 ω ω γ Br(ω→π0π0γ) = (6.7±1.1)·10-5 σ Br(ω→π0π0π+π-) = ?×Br(ω→π0π0γ) e- π0 π0 e+e-→a1π→π+π-π+π- e+e-→ωπ0→π0π0γ σ(π+π-π+π-)/σ(π+π-π0π0) = 2 ? Г(π0π0γ)/Г(π+π-π0π0) = ?
Выбор дискриминатора 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
σππ а1π
Сечение механизма не ωπ0 σ, нб Е, ГэВ
2E = 782 МэВ 2E = 940МэВ