Измерение относительных вероятностей основных распадов D o-мезонов

• Автор: Герштейн, Елена Александровна
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 94 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Распады мезонов, содержащих тяжёлый кварк
1.1 Стандартная Модель
1.2 Эффективный Гамильтониан
1.3 Кварковая модель .
1.4 Распады D-мезонов
1.4.1 Полулептонные распады
1.4.2 Нелептонные распады D-мезонов
1.5 Фрагментация с-кварков, рожденных в е+е~ аннигиляции
2 Экспериментальная установка
2.1 Электрон-позитронное накопительное кольцо
DORIS II
2.2 Установка ARGUS
2.2.1 Магнитная система
2.2.2 Вершинная дрейфовая камера
2.2.3 Дрейфовая камера
2.2.4 Временипролетная система
2.2.5 Электромагнитный калориметр
2.2.6 Мюонные камеры
2.3 Триггерная система детектора ARGUS

2.3.1 Быстрый триггер первого уровня
2.3.2 Триггер второго уровня
2.4 Считывание и обработка информации
2.5 Мониторинг светимости
2.6 Анализ накопленных данных
2.7 Идентификация частиц на установке ARGUS
2.7.1 Идентификация электронов
2.7.2 Идентификация мюонов
2.8 Моделирование детектора методом Монте-Карло
3 Анализ экспериментальных данных
3.1 Экспериментальные данные и общие критерии отбора событий
3.2 Измерение относительных вероятностей распадов D0 —» К~7г+, К~тт+/к+-к~
и Катг~тг+
3.2.1 Источники фоновых событий
3.2.2 Критерии отбора и анализ массовых спектров; получение формы
сигнала для углового распределения
3.2.3 Анализ углового распределения и обсуждение систематических ошибок
3.3 Измерение абсолютных вероятностей полулептонных распадов 7?°-мезона
3.3.1 Источники фоновых пептонов
3.3.2 Определение эффективностей реконструкции пептонов
3.3.3 Анализ угловых распределений
3.3.4 Импульсный спектр для электронов из распада D° —» e+iseX распада
4 Обсуждение полученных результатов
4.1 Нелептонные распады D0 -мезона
4.2 Полулептонные распады Л° -мезона
Заключение

Список рисунков
1.1 а) Диаграмма Фейнмана, соответствующая ’’пингвинному” распаду D0
-мезона; б) Обмен IU-бозоном с ’’одеванием” слабой вершины жёсткими глюонами
1.2 Диаграмма Фейнмана полулептонного распада D0 -мезона
1.3 Диаграммы Фейнмана, соответствующие распаду D0 —> К~тг+: а) Внешнее испускание W-бозона, б) Аннигиляционная диаграмма
1.4 а) Диаграмма Фейнмана, соответствующая распадам D0 -мезона класса I;
б) Диаграмма Фейнмана, соответствующая распадам D0 -мезона класса II
1.5 Диаграмма Фейнмана, соответствующая процессу е+е~ —> сс
2.1 Схема ускорительного комплекса DORIS II
2.2 Схема детектора ARGUS
2.3 Измеренные удельные потери заряженных частиц в большой дрейфовой
камере детектора ARGUS
2.4 Распределение квадрата массы в зависимости от импульса по результатам измерений временипролетной системы ToF
3.1 Эффективности регистрации лептонов в детекторе в зависимости от импульса
3.2 Иллюстрация к методу определения оси струи
3.3 Распределение по |cos 0| для полностью восстановленных распадов D0 —> К~ж+ , D0 —> Д'“'7г+7г+7г- , D0 —> К07г+7г~ . Показан вклад от распада Sj —» А+тг*

DKw:
A(D° -* К'7Г+) = (ч/2Л1/2 + Л/г)
Л(Р° - Л°) = (-Л/2 + у/2Л/2)
Др+Х°7Г+) =/ЗЛ/2 Л = |Л|е“'
где Л/2 и Л/2 амплитуды переходов в состояния с I = 1/2 и I — 3/2 соответственно.
Используя данные по этим распадам, полученные в эксперименте MARK III [72], и измерения времен жизни D0 и Г>+ мезонов, были получены модули амплитуд и разница фаз. Предполагается, что неупругие эффекты при перерассеянии малы. Это означает, что состояния {Ktc)i=3/2 всегда перерассеиваются в состояния (Kn)i=3/2, а {[Kiz)i-xj2 М (Kw)i=1/2) = 0.94-1. Тогда можно сразу зафиксировать ’’голую” амплитуду Aj2 = Л/2 и получить оценку на Л/2- Зная ’’голые” амплитуды, можно оценить параметры щ и вг:
cii = 1.3 ± 0.1 а2 = -0.55 ±0.1.
Сравнение с Сх ~ 1.2 и С2 — —0.4 говорит о том, что величина £, введенная в (1.21), действительно близка к нулю, что соответствует Nc —> оо. Это означает, что кварки, принадлежащие разным токам, не образуют связанных состояний.
Отрицательный знак отношения а2/а означает деструктивную интерференцию в эксклюзивных распадах D"-мезона, имеющую своим важным следствием разницу времен жизни D0- и £>+-мезонов.
Используя полученные коэффициенты ЩИ 02, авторы BSW получили большое количество оценок для ширин распадов И-мезонов, соответствующих факторизованным амплитудам переходов. Получено в общем удовлетворительное согласие с экспериментальными данными для целого ряда каналов, хотя следует заметить, что трактовка результатов несколько затруднена из-за отсутствия учёта вкладов аннигиляционных диаграмм и FSI. Предсказанные величины относительных вероятностей распадов, дающих исследуемые в диссертации конечные продукты, приведены в таблице 1.4.
Особо подчеркнём тот факт, что модель BSW, будучи феноменологической, использовала известные на тот момент (1987 год) экспериментальные данные для фиксации