460 likes | 670 Views
Чармоний 2007 н ов ости эксперимен та. С есси я -конференци я секции ЯФ ОФН РАН «Физика фундаментальных взаимодействий» 27 ноября 2007. Галина Пахлова ИТЭФ. Quarkonium Working Group. http://www.qwg.to.infn.it/. QWG Workshops on Heavy Quarkonium QWG1 : CERN, November 8 to 10, 2002
E N D
Чармоний 2007новости эксперимента Сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН «Физика фундаментальных взаимодействий» 27 ноября 2007 Галина Пахлова ИТЭФ
Quarkonium Working Group http://www.qwg.to.infn.it/ • QWG Workshops on Heavy Quarkonium • QWG1: CERN, November 8 to 10, 2002 • QWG2: Fermilab, September 20 to 22, 2003 • QWG3: Beijing, October 12 to 15, 2004 • QWGTopical Seminar School on Heavy Quarkonia at Accelerators: • New Theoretical Tools and Experimental Techniques ITP Beijing, October 8 to 11, 2004 • QWG4: Brookhaven, June 27 to 30, 2006 • QWG5: DESY, 17-20 October 2007 Yellow report on Heavy Quarkonium : CERN-2005-005 , hep-ph/0412158 BES-Belle-CLEO-BaBar Joint workshop on Charm Physics BES November 26-27, 2007, IHEP, Beijing Галина Пахлова
Физика кваркония и тяжелых адронов (C) Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал председатель Ю.А. Симонов 14.30 А.М. Бадалян (ИТЭФ) Теория тяжелых и тяжело-легких мезонов /теория/ (30 мин) 15.05 М.А. Трусов (ИТЭФ) Киральная связь каналов в тяжело-легких мезонах, сдвиги и ширины Ds и Bs /теория/ (15 мин) 15.25 С.Н. Морозов (ИТЭФ) Тяжелые и тяжело-легкие мезоны на решетках /теория/ (15 мин) 15.45 Г.В. Пахлова (ИТЭФ) Рождение чармония в e+e‾ аннигиляции в процессах с ISR /эксперимент/ (15 мин) председатель А.К. Лиходед 16.25 С.И. Эйдельман (ИЯФ СО РАН) Рождение чармония в γγ‑столкновениях /эксперимент/ (15 мин) 16.45 Т.В. Углов (ИТЭФ) Парное рождение чармония в е+е‾ аннигиляции /эксперимент/ (15 мин) 17.05 А.В. Бережной (НИИЯФ МГУ) Комментарий о внутреннем движении массивных c-кварков в процессе парного рождения чармония в е+е‾ аннигиляции /теория/ (15 мин) 17.25 В.В. Брагута (ИФВЭ) Эксклюзивное рождение чармония в жестких процессах /теория/ (15 мин) 17.45 Р.Н. Чистов (ИТЭФ) Рождение чармония в распадах В-мезонов /эксперимент/ (15 мин) председатель С.И. Эйдельман 18.15 А.В. Нефедьев (ИТЭФ) Гибридные чармонии /теория/ (15 мин) 18.35 А.Б. Кайдалов (ИТЭФ) Взаимодействие в конечном состоянии в распадах тяжелых мезонов /теория/ (20 мин) 19.00 В.О. Галкин, Р.Н. Фаустов (ВЦ РАН), D.Ebert (HumboltU., Berlin) Спектры масс тяжелых барионов /теория/ (15 мин) 19.20 И.М. Народецкий (ИТЭФ) Странные, очарованные и прелестные барионы /теория/ (15 мин) 19.40 Р.Н. Фаустов (ВЦ РАН) Релятивистское описание тяжелых тетракварков /теория/ (15 мин) Среда, 28 ноября 2007 г. Конференц-зал председатель Р.Н. Чистов 14.30 А.А. Соколов (ИФВЭ) Наблюдение распадов Υ(4S,5S) →Υ(nS)π+π– (K+K– ) в эксперименте Belle /эксперимент/ (20 мин) 14.55 Ю.А. Симонов (ИТЭФ) Теория дипионных распадов тяжелых кваркониев и сравнение с экспериментом /теория/ (20 мин) 15.25 А.М. Сухарев (ИЯФ СО РАН) Измерение вероятности распада ψ' → μ+μ– /эксперимент/ (15 мин) 15.45 Е.М. Балдин (ИЯФ СО РАН) Измерение Гee·Br(J/ψ → е+е‾) J/ψ‑мезона /эксперимент/ (15 мин) председатель М.В. Данилов 16.25 К.Ю. Тодышев (ИЯФ СО РАН) Измерение массы и полной ширины ψ(3770)-мезона /эксперимент/ (15 мин) 16.45 Д.А. Епифанов (ИЯФ СО РАН) Изучение полулептонных распадов τ‑лептона с детектором Belle /эксперимент/ (15 мин) 17.05 Л.К. Гладилин (НИИЯФ МГУ) Изучение возбужденных очарованных и очарованно-странных мезонов в эксперименте ZEUS на ep-коллайдере HERA /эксперимент/ (15 мин) 17.25 И.А. Коржавина (НИИЯФ МГУ) Дифракционное фоторождение D*‑мезонов на ep-коллайдере HERA /эксперимент/ (15 мин) 17.45 А.О. Полуэктов (ИЯФ СО РАН) Измерение масс D-мезонов /эксперимент/ (15 мин) председатель А.Б. Кайдалов 18.15 Ю.С. Калашникова (ИТЭФ), C.Hanhart (FZJulich, Germany) и др. Резонансы и пороги в спектре чармония /теория/ (20 мин) 18.35 Ю.А. Симонов (ИТЭФ) Комментарий о Z+(4430) и взаимодействии кваркония с пионом /каоном/ /теория/ (15 мин) 18.55 Общая дискуссия. Ведущие дискуссии С.И.Эйдельман и Ю.А.Симонов: «Мы приглашаем к активному обсуждению проблем в теории и эксперименте, обмену идеями между теоретиками и экспериментаторами о новых задачах в физике тяжелых адронов». Галина Пахлова
Чармоний • … связанное состояние cc • Квантовые числа: n,L,S,J • P-иC- четность: • P=(-1)L+1, C=(-1)L+S • Не все JPCсостояния разрешены • (например 0+-,0--,1-+,2+-запрещены) • Свойства распадов: • Ниже порога рождения открытого чарма разрешены только электромагнитные или подавленные поsраспады • В основном узкие состояния • Выше порога рождения открытого чарма • В основном широкие состояния • Что нам дает изучение чармония? • Понимание КХД: • «обычный чармоний» тестыНРКХД, потенциальные модели, … • «новые состояния» экзотические конфигурации сильно-взаимодействующих частиц Галина Пахлова
(2S+1)LJ y(4160) Increasing L M(MeV) y(4040) Open charm threshold y(3770) Increasing n y’ h’c cc2 hc cc1 cc0 J/y hc (pot. Models) QWG: hep-ph/0412158 JPC Чармоний same JPC asJ/ybut mostly D wave ! Последние измерения Большинство состояний чармония ниже порога рождения открытого чарма обнаружены и объяснены Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал 16.25 С.И. Эйдельман (ИЯФ СО РАН) Рождение чармония в γγ‑столкновениях Галина Пахлова
Чармониеподобные состояния • Многокварковые состояния • Тетракварки[Qq, Q’q’] : дикварк-антидикварк Q = c, q = u, d или s • Множество состояний • Узкие состояния выше порога рождения открытого чарма • Гибридные мезоны:QQ’+n gluon • Низшее состояние 1–+ (запрещено для чармония) • Доминирующие распады H→DD** • Молекулы (Qq’, Q’q) • Меньше состояний, но по-прежнему узкие состояния выше порога рождения открытого чарма • Поиск таких состояний: • с JPC, запрещенными для чармония • неестественно узких • с зарядом или странностью ≠ 0 очевидное указание на нечто новое • заряженное[Qu Q’d’],странное[Qd Q’s’], и заряженное, и странное [Qu Q’s’] Галина Пахлова
Измерение квантовых чисел • Квантовые числа могут быть зафиксированы при рождении чармония или чармониеподобного состояния: • В процессах с излучением в начальном состоянии(ISR)чармоний рождается только с квантовыми числами фотона(JPC=1- -) • При рождении вggполучаютсятолькоC=+, J=0,2 • При парном рождение чармонияe+e- g*Xcc1Xcc2 • Только, если квантовые числа пары вместе позволяют получить 1- - • В распадах B-мезонов: • в общем случае без ограничений на квантовые числа • Угловой анализ распадов B-мезонов в принципе позволяет измерить квантовые числа • ...или при его распаде: • Правила отбора • Сохранение J • СохранениеP,C в сильных и э.м. распадах • Угловые распределения продуктов распада зависят отJP Галина Пахлова
Эсперименты 3M y(2S),1.8 My(3770) 58M J/y, 14M(2S) • e+e- →сharmoniumCLEO-c BES-II • L~1033/cm2/s • E=3.0 ─ 4.8 GeV • e+e- → Y(4S)BaBar BelleCLEO • L~1034/cm2/s • Чармоний в распадах B мезонов, ISR, парноеиggрождение • pp collidersCDFD0 • Большое сечение • Огромный фон 1.5M Y(1S),1.9M Y(2S), 1.7M Y(3S), 9M Y(4S) 383M Y(4S) 657MY(4S) 800pb-1 1.3 fb-1 Галина Пахлова
Рождение & Спектроскопия Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал 15.45 Г.В. Пахлова (ИТЭФ) Рождение чармония в e+e‾ аннигиляции в процессах с ISR
PDG 2006 Y(4260) Измерения R вблизи порога открытого чарма • Истории широких состояний ψ(3770),ψ (4040), ψ (4160), ψ (4415) более 25 лет... • Даже M,, eeизмерены недостаточно точно • Инклюзивные измерения • общие конечные состояния D(s)(*)D(s)(*) • влияние открывающися порогов • СЕГОДНЯ наблюдается возрождение интереса эксперимента и теории, • в частности, благодаря обнаружению X(3872), Y(4260) … • Много новых результатов Галина Пахлова
arXiv:0705.4500 Resonance parameters Rres=RBW+Rint Resonance shapes Interference term BES II: обновленные параметры состояний чармония 1-- • Впервые учли интерференцию • вопрос только правильно ли? • Существенное различие результатов с учетом/без учета интерференции! • Зависимость результатов от модели и подгонки Галина Пахлова
Phys. Rev. Lett. 98, 092001 (2007) D*+D*- CHARM 2007 (4415) D*D* (4160) (4040) (4160) Y(4260) D+D*- PRELIMINARY (4040) DD* Y(4260) 550/fb Первые эксклюзивные измерения сеченияe+e–D*D(*) c ISR Charged D(*)D* ½ from CLEOc • Y(4260) сигнал? • DD* : незначительный намек • D*D* : отчетливый минимим ! • аналогичный винклюзивном R • Ds*Ds*, (DD(**)) или интерференция с ψ(nS)? • Систематические ошибки ≈ статистическим • Отправлено в Durham database Галина Пахлова
Charm 2007 DD (4040) (e+e– DD) с ISR (4160) (4040) PRELIMINARY (4160) 670 fb-1 (3770) (4415) D+D– D0D0 arXiv:0710.1371 arXiv:0708.0082 Широкая структура вблизи 3.9 ГэВ «качественно согласуется» ??? с coupled-channel model Phys.Rev.D21, 203 (1980) σ(ee D+D−)/σ(ee D0D0) = 0.720.160.06 at MDD≈M(3770) согласуется с BES/CLEOc Галина Пахлова
Резонансная структура(4415)DD arXiv:0708.3313, to appear in PRL 670 fb-1 DD*2(2460) ~10σ M = 4411± 7 MeV tot = 77±20 MeV Nev= 109± 25 DD non DD*2(2460) Согласуется с BES, hep-ex/0705.4500, PDG06, Barnes at.al Phys. Rev. D72, 054026 (2005) • M(D0+) vs M(D–+)из (4415) • ОтчетливыйсигналD*2(2460) • Положительная интерференция • Вклад «не D*2(2460)»мал Br((4415) D(D)non D2(2460))/Br((4415) DD*2(2460))<0.22 σ(e+e-(4415))×Br((4415)DD*2(2460))×Br(D*2(2460) D)=(0.74±0.17±0.07)nb Первое измерение эксклюзивного распада (4415) ! Галина Пахлова
NEW DD Phys. Rev. Lett. 98, 092001 (2007) arXiv:0708.0082 submitted to PRD(RC) DDπ NEW D*D* DD* arXiv:0708.3313, to appear in PRL Contributions to the inclusive cross-section at 3.7-5GeV + + 2 = 2 uds-continuum Anything else? Измеренные конечные состояния практически полностью насыщают инклюзивное сечение Еще …. Ds(*)Ds(*), D(*)D(*)π , Λc Λc... Галина Пахлова
Все еще “разумное качественное согласие” ??? R = Ruds+Rcharm Ruds=2.29 0.03 Cleo-с: сравнение с updated Eichten et al. PRELIMINARY PRELIMINARY • Новые результаты Cleo-c • Инклюзивное сечение, поправленное на ISR Галина Пахлова
Y(4260) Y(4360) Y(4660) Y(4008) Прибавление в семействе 1-- «Четыре черненьких чумазеньких чертенка чертили черными чернилами чертеж ...»
(2S) Y(4260)J/ypp ПЕРВЫЙ Y(4260) PRL 95, 142001 (2005) Подтвердили+J/yp0p0: CLEO PRD74, 091104 (2006) CLEO-c PRL 96, 162003 (2006) Y(4350)y(2S)pp Еще один Y(4350) ! PRL 98, 212001 (2007) Из истории новых состояний e+e- YgISR Галина Пахлова
e+e– J/ +– via ISR PRL 99, 182004 (2007) Что это? • Нерезонансный J/ • Перерассеяниеee D(*)D(*) J/ • Новое широкое состояние • Проверка влияния интерференции Y(4260) и не-Y: • Подгонка: 2 коггерентных BW • Два решения: конструктивная и деструктивная интерференция New 550 fb-1 • BW+ полином: • параметры Y(4260)согласуются с BaBar • 2-BW с учетом интерференции • лучше описывает данные • параметры Y(4260) отличаются • неопределенность в пиковом сечении Галина Пахлова
Y(4360) согласуется с BaBar сечение Y(4660) NEW 5.8 670 fb-1 e+e– (2S)+– via ISR arXiv:0707.3699 to appear in PRL Галина Пахлова
e+e–J/+– & e+e–(2S) +– • Положение пиковM(J/) & M((2S))значительно отличаются • Что скажет теория ? • даже первое состояние Y(4260) не понято до сих пор Галина Пахлова
(2S+1)LJ (4415) M(MeV) (4160) y(4040) Open charm threshold (3770) (2S) J/y (pot. Models) JPC 1-- 1-- Куда «пристроить» четыре новых Y из семейства 1-- ? Наблюдается только вy(2S)pp Не согласуются с предсказаниями потенциальных моделей ... 4660 4360 4260 4008 Может бытьY(4260)тетракварк распадающийся вJ/y f0 или гибридсgpp Почему не ψ(4040)? Галина Пахлова
Август 2007 Галина Пахлова
PRL 96, 082003 (2006) PRL 94, 182002 (2005) ZDD PRL 98, 082001 (2007) YJ/y w XDD* Удивительное семейство 3940 Галина Пахлова
BYK preliminary B0YKS B0/B M(J/y w) (GeV) BaBar подтвердилY(3940) (BKwJ/y) LP 2007 • Измерение BelleBYK, YJ/наконец подтверждено !!! • BR (BYK) ~10-5 согласуется с Belle • однако ... • масса на~30MeV меньше • ширина существенно меньше 350 fb-1 Сохранение изоспина Галина Пахлова
«Обычные» состояния чармония ? (2S+1)LJ • Плохо согласуются с предсказаниями • X≠Y • почему нет Yopen charm • Гибрид? M(MeV) Y Z X Open charm thr. y(3770) h’c cc0 cc1 cc2 hc (pot. Models) JPC Галина Пахлова
Новое состояние в парном рождении чармония Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал 16.45 Т.В. Углов (ИТЭФ) Парное рождение чармония в е+е‾ аннигиляции
X(3940) ηc’ ηс с0 Поиск чармония в отдачек J/ Для двухчастичного процесса масса частицы или комбинации, рожденных совместно с восстановленной: Mотдачи=√(Eсцм-EJ/)2-PJ/2 Phys. Rev. Lett. 98, 082001 (2007) • Четвертый пик X(3940) • M ~ 3.94 ГэВ • = 3926МэВ (<52МэВ) • значимость ~ 5 450fb-1 Подгонка: 4 BW + полином + пороговая функция с порогом на массе 2MD Галина Пахлова
arXiv:0708.3812 D* D*π D 693fb-1 D* D Все сигналы > 5 Новое исследованиеe+e− J/ D(*)D(*) • Метод впервые использован Belle • ВосстанавливаемJ/и один из двух D (or D*) • Невосстановленный D(*) дает пик вMrecoil (J/ D(*)) • D и D*в отдаче относительно восстановленной парыJ/ D(*)надежно разделены(~2.5) • Одновременная подгонка сигналаD и D-sidebands позволяет фиксировать фон Phys. Rev. Lett. 98, 082001 (2007) Галина Пахлова
e+e–J/DD DD 3.8 D • Тагируем невосстановленныйD: • |Mrecoil (J/ D) - MD| < 70MeV • Refit Mrecoil (J/ D) MD : • уменьшает разрешениеM DD ~10раз • Широкий пик вблизиMDDне согласуется с нерезонансным рождением DDв процессе • e+e− J/ DD • параметры пика имеют большую систематическую ошибку подгонки Галина Пахлова
e+e– J/DD*иD*D X(3940) D reconstructedD*tag ee J/ DD reflection D*-reconstructedD-tag 6.0 M = 3942 ±6 MeV tot =37 ±12 MeV Nev= 52 ±11 +7 -6 3.8 +26 - 15 X(3940) cross check +24 - 16 D* D • X(3940)DD*подтвержден на новых данных • Mи согласуются с опубликованными результатами Галина Пахлова
M=(4156 15)MeV/c2 =(139 21)MeV +25 −20 D*reconstructed D*tag +111 −61 X(4160) 5.5 e+e− J/ D*D* Широкий отчетливый пик на пороге • Найдено новое состояние X(4160) )(C=+1) ≠ψ(4160) (C=–1) в моде распада D*D* D* Еще одно новое состояние, требующее объяснения... JPС=0−+(hc (4S))не исключено Борновское сечение измеренных состояний сравнимо с остальными сечениями парного рождения Галина Пахлова
X(3872) Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал 17.45 Р.Н. Чистов (ИТЭФ) Рождение чармония в распадах В-мезонов
Что мы знаем оX(3872) • Впервые найдено:B →X(3872)K , X →J/y pp • PRL 91, 262001 (2003) by BELLE • Рождение • На B фабриках только в распадах B мезонов • Прямое рождение на Тэватроне • Не найден в γγ • Не найден в e+e– (ISR) • Распады • J/y pp= J/y r (нарушение изоспина!!!) • BF(X→J/y w) ~ BF(X →J/y r) • X →J/y g (очень мал!!! но виден!!!!) • C=+1 • М(X)= (3871.40.6)МэВ PDG2007 • близка к MD*0+MD0=(3871.810.36) МэВ • Width<2.3 МэВ90%CL PDG2007 • Квантовые числа • Угловой анализ: JPC = 1++ или 2─ + (CDF 2006) • Угловой анализ в распадах B мезонов:JPC = 1++(Belle 2005) J>2 не проверялись Галина Пахлова
(2S+1)LJ y(4160) Increasing L M(MeV) X(3872)? y(4040) Open charm threshold y(3770) Increasing n h’c y’ cc2 hc cc1 cc0 J/y hc (pot. Models) QWG: hep-ph/0412158 JPC Загадочный X(3872) • Не согласуется с предсказанными состояниями! • состояние с массой выше порога рождения DD: должно быть широким, однако оно узкое • распадается в конечное состояние J/y r, подавленное для чармония Может быть это ... • DD* молекула • масса на пороге • предпочитает DD*распадам J/ypp, а затемJ/yg • Тетракварк • объясняет малую ширину • предсказывает 4 состояния: 2 заряженных и 2 нейтральных • важно найти заряженное!!! Галина Пахлова
c c Belle-CONF-0711 d c u c u d Xd = Xu = B±XK± B0XKS 6.5 (first obs.) X(3872) дублет тетракварков? • Новые измерения массы X(3872)и BR в распадах B→XK, X→J/ypp: • MX=M(X from B±) ─ M(X from B0)=(0.22±0.90±0.27)MeV/c2 • нет расщепления масс, предсказанного для тетракварков • Br(B0→X(3872)K0)/Br(B±→X(3872)K±) =0.94±0.24±0.10 • заряженные и нейтральные B мезоны распадаются вX(3872)со сравнимыми BR, некоторыемолекулярные модели предсказывают 1/10! Галина Пахлова
X(3875)в распадахD0D0p0 • Belle:B XK , XD0D0p0PRL 97, 162002 (2006) • BaBar:подтвердил вB+& B0D0D*0KBABAR-PUB-07/049 Прекрасное согласие Belle/BaBaR, но ... 4 от M(J/ψpp) !!! Галина Пахлова
МассаX(3872) Масса X в распадах X→J/yppиX → DD(*) отличается на~ 4s ДВА СОСТОЯНИЯ? X(3872) & X(3875) ? Исключено из усреднения Галина Пахлова
Август 2007 Галина Пахлова
Z+(4430) Первое заряженное экзотическое состояние со «скрытым очарованием»
arXiv:0708.1790 Dalitz Plot, Selected events K*(890) & K*(1430) исключены • M = (4433±4) MeV • = (44+17-13) MeV ??? M2((2S)), (GeV2 ) 7.3 548 fb-1 K*(1430)K+- M2(K), (GeV2 ) K*(890)K+- M(p+y(2S)) Найден p+y(2S)резонанс в BKp+y(2S) (2S)ℓ+ℓ–; p+p-J/y Галина Пахлова
Первый безрезультатный поиск BX+K, X+J/y pp0 PRD 71, 031501 (2005) Первое заряженное состояние Z+(4430)! • Для отражения слишком узкий • Для проверки отдельные каналы распадов J/ψ(ψ’) • BF и массы согласуются для B±и B0 в пределах ошибок • в распадах B± • M=(4430±9) MeV • BF±/BF0=1.0±0.4 BF(BKZ)xBF(Zy(2S)p)=(4.1±1.0±1.3) 10-5 • Первое заряженное экзотическое состояние • со «скрытым очарованием» • Тетракварк или мезонная молекула? • Для определения JPC необходимо больше данных Галина Пахлова
L. Maiani, A.D. Polosa, V. Riquer “We identify the newly found Z(4433) with the first radial excitation of the tetraquark basic supermultiplet to which X(3872) and X(3876) belong...” D.V. Bugg “ The Z+(4430) ... is explained naturally as a threshold cusp in the D*(2010)D1(2420) system.” Jonathan L. Rosner “...the mass of this structure ...is not far from the threshold for production of D*D1(2420). A proposed mechanism for production of this state is suggested...” S. S. Gershtein, A. K. Likhoded, G. P. Pronko “We discuss exotic states X(3872) and Z+(4430) ... The QCD-string based explanation is suggested.” Gui-Jun Ding “ The difference between Z(4430) as a D*D1molecule and a tetraquark state and how to distinguish between them are discussed... if Z(4430) is a D*D1 molecule state, there should be a B*B1 bound state as well, and it mass is about 11048.6 MeV. “ Галина Пахлова
e+ Charmonia c e– c BES Cleo Theory BaBar hybrid molecule tetraquark Belle Галина Пахлова