Изучение процесса е + е- →4 π в области энергий 1,05 - 1,38 ГэВ с детектором КМД-2

• Автор: Роот, Николай Иванович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 95 с. : ил.

Содержание
1 Введение
2 Ускорительный комплекс ВЭПП-2М и детектор КМД
2.1 Дрейфовая камера
2.2 г-камера
2.3 Цилиндрический калориметр на основе кристаллов Сз1
2.4 Торцевой калориметр на основе кристаллов ВЦО
2.5 Пробежная система
2.6 Система запуска детектора
2.7 Система сбора данных
3 Система обработки экспериментальных данных
3.1 Программа реконструкции событий
3.2 Отбор событий на вторичные ленты
4 Описание эксперимента НГСН
4.1 Общие характеристики набора экспериментальных данных
4.2 Определение светимости
5 Изучение процесса е+е~ -4 47г
5.1 Общие характеристики процесса е+е~ —> 7г+7г~27Г°
5.2 Предварительный отбор событий 7г+7г~27г°
5.3 Кинематическая реконструкция событий 7г+7г~27г°
5.4 Изучение динамики процесса е+е~ —4 7г+7г_2-л-°
5.5 Извлечение параметров модели .'
5.6 Моделирование процесса е+е_ —4 4тт
5.7 Каскадная модель рождения 47г
5.8 Сравнение событий 7г+7г~27г0 с моделированием
5.9 Сравнение событий 27Г+27г~ с моделированием

5.10 Ограничения на примесь альтернативных процессов
5.11 Результат по измерению сечений
6 О вкладе оі(1260)7г механизма в распадах т~ —> 27г~7г+7г0ь'т
6.1 Модель распадов т~ —> 27г“7г+7г0ь,т
6.2 Сравнение данных по распадам т-лептона с моделью аі(1260)7г
7 Обсуждение результатов
8 Заключение
Литература

Глава 1 Введение
При изучении взаимодействия легких кварков важную роль играют эксперименты, проводимые на встречных электрон-позитронных пучках. Измерение полных сечений е+е- аннигиляции в. адроны при низких энергиях, а также сечений эксклюзивных каналов необходимо для точных расчетов вклада сильного взаимодействия в поляризацию вакуума для аномального магнитного момента мюона и постоянной тонкой структуры [1], проверки гипотезы сохранения векторного тока (CVC) в полуадронных распадах т-лептона [2,3], определения параметров КХД, проверки правил сумм КХД [4] и т.д.
До настоящего времени изучение е+е- аннигиляции в адроны практически ограничивалось измерениями лишь полных сечений [5-8]. Появление новых детекторов с большим телесным углом регистрации, работающих на ускорителях с большими светимостями, открывает качественно новые возможности для изучения многоадронного рождения в е+е~ аннигиляции.
Начиная с 1992 года в Институте ядерной физики им. Будкера ведутся эксперименты с Криогенным Магнитным Детектором (КМД-2 [9,10]) на накопителе со встречными электрон-позитронными пучками ВЭПП-2М [11] в области энергий от 0,36 до 1,38 ГэВ в системе центра масс.
Четырехпионное рождение — один из доминирующих процессов е+е_ аннигиляции в адроны в области энергий от 1,05 до 2,5 ГэВ. Впервые оно наблюдалось во Фраскати [5] и в Новосибирске [6]. Первые эксперименты с ограниченным набором статистики позволили качественно изучить новое явление многоадронного рождения и оценить величину соответствующего сечения. Последующие измерения различными группами во Фраскати, Орсэ и Новосибирске (см. ссылки в [1]) дали более детальную информацию об энергетической зависимости сечений процессов е+е~ —> 27Г+27Г~ и е+е~ —> 7г+7г_27г°.
Отдельный интерес представляет изучение динамики рождения конечного состояния. Первые попытки такого типа были предприняты в работах МЕА [12] и DM1 [13] в диапазоне энергий выше 1,4 ГэВ и в работах OLYA [14] и CMD [15] ниже 1,4 ГэВ, в

Результатом процедуры кинематической реконструкции является набор новых значений для всех 18 оптимизируемых параметров, удовлетворяющий условиям (5.1), а также величина х2- Значение х2 представляет собой сумму квадратов отклонений вычисленных параметров от их начальных значений с учетом ковариационной матрицы. Такая величина характеризует достоверность гипотезы о том, что в детекторе зарегистрировано полное конечное состояние изучаемого процесса и условие минимальности этой величины позволяет выбрать в событии единственный п+7г~2тг° кандидат. После такого отбора в изучаемой области энергий остается 22128 событий.
Как уже отмечалось, основной вклад в сечение процесса е+е~ —> 7г+7Г_27г° дает промежуточное состояние сд7г°, с последующим распадом ш —> тт+тт~тт°. Благодаря относительно малой ширине <п-мезона, в конечном состоянии имеется практически монохроматический 7г°-мезон отдачи с энергией
а инвариантная масса трех оставшихся пионов близка к массе ш-мезона. Поскольку после кинематической реконструкции обеспечено точное сохранение энергии-импульса, то эту инвариантную массу можно выразить через параметры пиона отдачи
Распределение по параметру Мгесоц(тг°) показано на Рис. 5.1 для энергии 2Еьеат
1.38 ГэВ. В гистограмму заносятся обе массы отдачи, соответствующие обоим тг°-мезонам. Хорошо виден сигнал от промежуточного состояния илх°. Данные представлены точками с ошибками, а линия показывает их аппроксимацию суммой вкладов сигнала ш-мезона и гладкой подложки. Сигнал (д-мезона представлялся в виде свертки:

динамики процесса е+е —> 7г+7г 27Г°
Мтесоіі{7Г°) = у/(2ЕЬеат - Епо)2 - Ро.
(5.3)
(5.4)
где х = Мпсоц{7г°), ВУ(х) - функция Брейт-Вигнера:
О(х) - функция отклика детектора, представляемая в виде: