Прецизионные измерения сечения электрон-позитронной аннигиляции в адроны

• Автор: Хазин, Борис Исаакович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Детектор КМД
1.1 Цилиндрические пропорциональные камеры и особенности их работы при
низких температурах
1.1.1 Электрические поля и устойчивость проволочек в цилиндрической
пропорциональной камере
1.1.2 Особенности работы МПК при низких температурах
1.1.3 Конструкция МПК
1.2 Система запуска детектора КМД
2 Детектор КМД
2.1 Дрейфовая камера
2.1.1 Конструкция камеры
2.1.2 Организация ячеек камеры
2.1.3 Аналоговая электроника съема сигналов с камеры
2.1.4 Поиск и восстановление треков заряженных частиц
2.1.5 Определение времен дрейфа
2.1.6 Восстановление координат точек трека
2.1.7 Поиск фрагментов трека
2.1.8 Добавление к фрагменту новых точек и объединение фрагментов
в трек
2.1.9 Определение параметров трека частицы
2.1.10 Пространственное разрешение камеры
2.1.11 Поправки к расчетным изохронам
2.1.12 Реконструкция точек в плоскости, содержащей ось пучков
2.1.13 Алгоритм восстановления греков в плоскости, содержащей ось пучков
2.1.14 Фильтрация шумовых срабатываний проволочек
2.1.15 Влияние неточностей калибровок на систематическую
ошибку восстановления г - координаты
2.1.16 Калибровка ДК с помощью г-камеры
2.1.17 Результаты использования г-камеры для калибровок г-координаты и реконструкции треков
2.1.18 Измерение удельных ионизационных потерь
2.2 г-камера
2.3 Электромагнитный калориметр

2.4 Магнитная система детектора КМД
2.5 Система сбора данных
2.6 Система запуска детектора
2.7 Организация анализа данных
2.8 Программа моделирования детектора
2.9 Набор экспериментальных данных детектором

3 Измерение сечения аннигиляции е+е~ —> тг+тг~ с детектором КМД
3.1 Набор экспериментальных данных
3.2 Обработка экспериментальных данных
3.2.1 Отбор коллинеарных событий
3.2.2 Разделение событий по квадрату массы
3.2.3 Разделение событий по двумерным распределениям средний импульс - угол вылета
3.2.4 Определение квадрата модуля электромагнитного формфактора
заряженного пиона
4 Измерение сечения аннигиляции е+е~->тг+7г~ с детектором КМД
4.1 Общее описание методики измерения
4.2 Отбор коллинеарных событий
4.3 Разделение коллинеарных событий
4.3.1 Функция максимального правдоподобия
4.3.2 Определение числа фоновых событий Ыьд
4.3.3 Коррекция зависимости энерговыдсления от полярного угла трека
4.3.4 Параметризация энерговыделений
4.3.5 Энерговыделение фоновых событий
4.3.6 Энерговыделение электронов и позитронов
4.3.7 Энерговыделение пучковых мюонов
4.3.8 Энерговыделение пионов
4.3.9 Результаты минимизации
4.4 Определение сечения е+е_ -» 7г+7г~
4.4.1 Борцовские сечения и радиационные поправки
4.4.2 Эффективность триггера
4.4.3 Эффективность восстановления
4.4.4 Поправка на потерю пионов за счет ядерных взаимодействий
4.4.5 Поправка на потерю пионов за счет распадов на лету
4.4.6 Поправка на фон от распадов ш -> тг+7г~7г°
4.4.7 Результаты измерений и анализ систематических ошибок
4.5 Определение параметров р мезона и р — ш интерференции
4.5.1 Модель Гунариса-Сакураи (GS)
4.5.2 Модель скрытой локальной симметрии (HLS)
4.5.3 Сравнение результатов с предыдущими экспериментами
5 Измерение сечения аннигиляции е+е-—>тг+'ктг° с детектором КМД
5.1 Изучение поведения сечения е+е~ —> тг+7т~п° в области w мезона
5.1.1 Отбор событий

5.1.2 Определение числа событий
5.1.3 Определение сечения процесса е+е_ —> тг+7Г“7г°
5.1.4 Анализ систематических ошибок
5.2 Изучение поведения сечения е+е~ —» 7Г+7Г_7Г° в области ф мезона
5.2.1 Выделение событий процесса ф —> я+тг~тг°
5.2.2 Условия отбора и источники фона
5.2.3 Эффективность регистрации
5.2.4 Эффективность триггера
5.2.5 Учет радиационных поправок
5.2.6 Вклад разброса энергии в пучке
6 Изучение процесса е+е- —> 4тг
6.1 Общие характеристики процесса е+е~ —> 7г+7г-27г°
6.2 Предварительный отбор событий -7г+7г-27г°
6.3 Кинематическая реконструкция событий 7г+7г-27г°
6.4 Сечения процессов е+е —» 27Г+27Г И е+е —> 7Г+7Г 27Г°
7 Сечения рождения пар К+К~ и К?; К г, в области ф мезона
7.1 Отбор событий
7.2 Определение сечений
8 Обсуждение результатов
Заключение
Благодарности
Литература

где а, b, с - коэффициенты параболы, ж*, у, - восстановленные координаты точек, п -число точек во фрагменте. Выбирается тот набор точек, для которого величина орагЫс не превышает значения = 0.085 см. Если оба фрагмента удовлетворяют этому
условию, выбирается фрагмент с большим радиусом кривизны R — 1/(2с). Если оба фрагмента не удовлетворяют условию арагЫс < “1с, то выбирается фрагмент с мень-
1И6И (УрагЫс
Если точка находится на расстоянии меньшем, чем 2 мм от оси ОХ, процедура ги-стограммирования не может определить ее принадлежность к “левому” или “правому” множеству точек, и выбор осуществляется по критерию минимального х2 с подстановкой как “левой” так и “правой” координат такой точки.
2.1.8 Добавление к фрагменту новых точек и объединение фрагментов в трек
После формирования фрагмента производится попытка присоединения к нему точек, отброшенных на этапе гистограммирования.
Точка присоединяется к фрагменту, если ее “правое” или “левое” положение отстоит не больше, чем на 0.085 см от аппроксимирующей фрагмент параболы. Если оба расстояния не превышают этой величины, во фрагмент войдет то положение точки, расстояние до которого меньше.
После добавления новых точек, фрагмент заново аппроксимируется параболой. Отметим, что координаты точек восстанавливаются с учетом поправок к изохронам, рассчитанным с помощью пакета Garfield. Методика определения поправок описана в разделе 2.1.11.
Объединение фрагментов в трек происходит следующим образом: сначала предпринимается попытка соединить фрагменты первого и второго суперслоев ДК, затем свободные фрагменты второго суперслоя соединяются с фрагментами третьего супер-
Рис. 20: К определению параметра объединения фрагментов траектории частиц в трек.
слоя, и, наконец, делается попытка объединения свободных фрагментов первого и третьего суперслоев.
Для определения принадлежности фрагментов одному треку вычисляется параметр
Г) = |Т1 X п + Т2 X п|,
где п - единичный вектор вдоль линии, соединяющей середины двух присоединяемых фрагментов, Т1 и т2 - вектора, касательные к серединам первого и второго фрагментов соответственно, как показано на Рис.20. Для фрагментов, которые являются отрезками идеальной окружности, параметр ц равен нулю. Считается, что фрагменты принадлежат одному треку, если абсолютная величина г/ не превышает г]тах = 0.1.