Измерение каонных формфакторов в распаде K-→μ-ūμγ на установке "ИСТРА+"

• Автор: Дук, Вячеслав Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 95 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Теоретическое введение
1.1 Распад К~ —>
1.2 Распад К~ —>
1.2.1 Способы вычисления формфакторов Тф, Гд
1.2.2 Способы измерения формфакторов Ру, Гд
Глава 2. Экспериментальный обзор и описание установки ’’ИСТРА+”
2.1 Способы изучения распадов
2.2 Эксперименты по изучению распада К —>
2.3 Эксперименты по измерению формфакторов Ру, Ад в других распадах
2.4 Общее описание установки ’’ИСТРА+”
Глава 3. Реконструкция событий и идентификация частиц
3.1 Реконструкция данных
3.1.1 Калибровка и геометрическая привязка
3.1.2 Реконструкция пучкового и вторичных треков
3.1.3 Вершинный фит
3.1.4 Реконструкция ливней в электромагнитном калориметре
3.2 Идентификация продуктов распада Х-мезонов
3.2.1 Идентификация мюонов
3.2.2 Идентификация фотонов
3.3 Кинематическая калибровка
3.3.1 Поправка к импульсу мюона
3.3.2 Поправка к энергии фотона

3.4 Монте-Карло установки ’’ИСТРА+”
3.5 Набор физической статистики
Глава 4. Отбор событий, соответствующих распаду К ~ —> ц~
4.1 Идентификация распада и первичный отбор
4.2 Триггерная эффективность
4.3 Выбор основной переменной для наблюдения сигнала
4.4 Фоновые процессы
4.5 Возможные подходы к измерению формфакторов в распаде К —>

4.6 Разделение на ж-полосы
4.7 Установление ограничения на у в ж-полосах
4.8 Выбранный кинематический диапазон
4.9 Вклады SD и INT в сигнал
4.10 Одновременный фит в ж-полосах
4.11 Определение статистической ошибки одновременного фита ж-полос
4.12 Число сигнальных событий
Глава 5. Фитирование спектра и измерение Fy — Fa
5.1 Фит спектра по ж в рамках модели КТВ 0(р4)
5.2 Проверка процедуры одновременного фита
5.3 Фит спектра по ж в рамках модели КТВ 0(р6)
5.4 Фит спектра по ж в рамках модели LFQM
5.5 Изучение систематических ошибок
5.6 Окончательный результат
Заключение
Литература

Введение
Актуальность исследования
С момента открытия первой элементарной частицы - электрона - прошло уже более ста лет. За это время физика частиц достигла впечатляющих результатов как в теории, так и в эксперименте. Большинство этих достижений легли в основу Стандартной Модели, сформировавшейся в 70-х—80-х годах XX века. Стандартная Модель (СМ) представляет собой объединение квантовой хромодинамики (КХД) и электрослабой теории на основе калибровочной группы £[/с(3) х <5£Д(2) х [/(1) и описывает большинство наблюдаемых явлений в диапазоне энергий до нескольких сотен ГэВ. В то же время СМ содержит в себе ряд недостатков, которые не позволяют считать ее окончательной теорией. Кроме того, КХД имеет сложности с описанием явлений, происходящих при энергиях меньше 1 ГэВ. Это связано с тем, что глюоны, являющиеся носителями цветового заряда, взаимодействуют не только с кварками, но и сами с собой, что приводит к появлению конфайнмента -«невылетания» кварков. В результате кварки оказываются «запертыми» в барионах или мезонах и для их описания уже не применимы методы КХД.
Для преодоления этих сложностей было разработано множество эффективных полевых теорий, одной из которых является киральная теория возмущений (КТВ). КТВ является низкоэнергетической реализацией СМ, т.к. ее лагранжиан включает в себя все слагаемые, которые допускаются лежащими в основе теории симметриями. Поэтому КТВ призвана описывать сильные и электрослабые процессы при низких энергиях.
В настоящее время в физике частиц проводятся и проектируются многочисленные эксперименты как по проверке предсказаний СМ, так и по поиску Новой Физики (НФ) за пределами СМ. Эксперименты можно условно разделить на три группы. Во-первых, это опыты при максимально высоких энергиях, предназначенные для прямого наблюдения эффектов НФ и изу-

рождает два хита, расположенные, соответственно, слева и справа от соответствующей сигнальной проволоки.
Так же, как и для пучковых треков, камера спектрометра удаляется из реконструкции, если количество реконструированных хитов на ней > 5 (хиты с неразрешенной неоднозначностью считаются:одним хитом). Для. Х-проекции требуется, чтобы количество сработавших камер было > 2, при этом длина трека (определяемая как разность У-координат самой дальней и самой ближней к голове канала сработавших камер) должна быть > 200 см.
Для У - проекци и также требуется наличие более двух сработавших камер, однако в этом случае также требуется, чтобы присутствовали хиты в камерах как до; так и после спектрометрического магнита. При этом для конфигураций, когда до магнита сработала строго одна камера, требуется, чтобы длина трека; оцененная по остальным камерам, была больше 100 см.
Реконструкция вторичных треков / начинается с восстановления однокоординатных проекций X иТ. Далее будет описан алгоритм реконструкции Х-проекции (алгоритм для .У-проекции идентичен с той лишь разницей, что стартовыми,заготовками являются трех-хитовые элементы треков и трек претерпевает, излом в центре спектрометрического магнита) . На данном этапе не происходит оценки импульса и угол излома является достаточным параметром для однозначного иредставления У-проекцин.
Поскольку количество вторичных заряженных треков В; распадах, каонов . невелико (максимальную1 множественность дает распад К~ —> 7Г.+7Г-7Г~), используется алгоритм с полным перебором элементов, трека.
1. Создаются'все парные комбинации хитов, удовлетворяющие условию, что два хита не могут принадлежать одной камере. Эти комбинации формируют ^-заготовки треков.
2. Для каждой Нп-заготовки деляется попытка добавить к ней по очереди все. остальные хиты в событии, которые не принадлежат данной заго-
. товке и не принадлежат камерам, которые уже вошли вХп-комбинацию: