Изучение распадов ρ- и ω-мезонов в псевдоскалярный мезон и e+e--пару с детектором КМД-2

• Автор: Казанин, Василий Фёдорович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

1 Ускорительно-накопительный комплекс ВЭПП-2М и детектор КМД-2

1.1 Ускорительно-накопительный комплекс ВЭПП-2М

1.2 Детектор КМД

Дрейфовая камера

Z-камера

Цилиндрический калориметр

Торцевой калориметр

Пробежная система

Система сбора данных

2 Реконструкция событий в торцевом калориметре детектора КМД-2

2.1 Общая структура программы реконструкции событий

2.2 Использование калибровок при реконструкции событий
2.3 Алгоритм реконструкции событий в торцевом калориметре
2.4 Расчёт параметров кластеров торцевого калориметра
2.5 Применение поправочных коэффициентов для
уточнения параметров кластеров
2.6 Объединение кластеров на границе калориметров
3 Калибровка торцевого калориметра космическими частицами в режиме offline
4 Распады р- и w-мезонов в 7г°е+е~: отбор и обработка данных
4.1 Свойства распадов в 7г°е+е_ и основные фоновые процессы
4.2 Отбор событий распада в 7г°е+е
Предварительный отбор
Критерии отбора событий распадов в 7г°е+с

4.3 Моделирование конверсионных распадов
4.4 Эффективность восстановления близких треков
4.5 Эффективность триггера детектора
4.6 Конверсия фотонов на веществе детектора
4.7 Радиационные поправки к изучаемому процессу
4.8 Энергетический разброс частиц в пучке
5 Анализ событий распадов в 7г°е+е
5.1 Определение количества событий с распадом 7г°-мезона
5.2 Учет вклада событий распада ш -> тг+7г—7г°
5.3 Определение относительной вероятности распада
5.4 Анализ систематических ошибок
5.5 Измерение наклона переходного формфактора
6 Поиск конверсионных распадов р- и ш-мезонов в т]е+е~
Заключение
Литература

Распады векторных мезонов V в псевдоскалярный мезон Р и е+е"-пару принадлежат к классу конверсионных распадов. В этих распадах мезон одного типа переходит в мезон другого типа с рождением лептонной пары (здесь и далее под термином лептонная пара подразумевается пара лептона и антилептона 1+1~, т.е. е+е-, р+р~, или пара т+т-). К числу конверсионных распадов можно отнести изучаемые распады: V —э Р1+Р, распады с переходом псевдоскалярного мезона в векторный Р —> VPl~, а также распады с переходом псевдоскалярного мезона в фотон Р —> 71+1~. Фейнмановская диаграмма процесса вида е+е- PZ+Z- приведена на Рис. 1. Конверсионные распады близки по своим свойствам к радиационным, в которых вместо лептонной пары рождается фотон. Однако, лептонная пара происходит от виртуального фотона 7*, поэтому основное отличие заключается в том, что в конверсионных распадах фотон рождается не на массовой поверхности, как это происходит в радиационных распадах. Квадрат массы виртуального фотона q2 может принимать любые значения в пределах от 4mf до (ту-шр)2. Исследуя спектр инвариантных масс лептонных пар в конверсионных распадах, можно получить информацию об электромагнитной структуре нейтральных мезонов. Для описания этой структуры может быть использован переходный формфактор мезонов А В: /ав(я2)-В роли А н В могут выступать векторный и псевдоскалярный мезоны. Сложная структура взаимодействующих нейтральных мезонов изменяет спектр инвариантных масс лептонных пар по сравнению с точечными частицами. Спектр последних
е- Р
е+ е+
Рис. 1: Фейнмановская диаграмма процесса е+е- —> V —>■ Ре+е

поскольку верхний над ним кристалл принадлежит кластеру, а находящиеся сбоку не принадлежат. На Рис. 26 показан спектр энерговыделения в кристаллах относящихся к кластерам от прохождения мюонов. Сплошная гистограмма — энерговыделение без использования face-to-face отбора, штрихованная — с использованием отбора. Видно, что face-to-face отбор эффективно подавляет фон во всём энергетическом диапазоне. Спектр энерговыделения в каждом кристалле аппроксимируется функцией, представленной в выражении (2.1).
Описанный алгоритм выделения и обработки космических событий реализован в процедуре costag и интегрирован в программу реконструкции событий cmd2off. Как и в случае стандартного алгоритма реконструкции, перед использованием процедуры costag производится инициализация: считываются калибровочные коэффициенты, в том числе и данные online-калибровки, определяются неработоспособные каналы электроники. Процедура запускается на каждое экспериментальное событие. На первом этапе процедура costag повторяет первый этап формирования кластеров: образуются ядра кластеров, дальнейшие этапы формирования кластеров не используются. Идентификация сигналов от космических частиц по параметрам ядер более надёжна в силу того, что в них практически не присутствуют фоновые срабатывания, к которым используемые для выделения космических частиц параметры чувствительны. Для сформированных ядер кластеров, производится расчёт параметров, изложенных в предыдущей главе. В случае обнаружения кластеров в калориметре, происходящих от прохождения космической частицы, проводится face-to-face отбор. В результате работы процедуры costag энерговыделения в кристаллах, которые принадлежат кластерам от космических частиц и которые прошли face-to-face отбор, сохраняются в многомерных таблицах.
Данных одного захода не хватает для определения калибровочных коэффициентов с требуемой статистической точностью — 3%. С целью увеличения статистики заходы объединяются. Полученные калибровочные коэффициенты применяются для всех заходов, статистика которых использовалась при определении калибровки.
Значением космической калибровки offline является, как и в случае online-