Экспериментальное исследование системы α π - π ° методом парциально-волнового анализа

• Автор: Попов, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Протвино
• Количество страниц: 86 с. : ил

Содержание
Введение
1 Экспериментальная установка
1.1 Введение
1.2 Область мишени
1.3 Область магнита
1.4 Область ЬОБ
1.5 Триггер
1.6 Система сбора данных
2 Метод парциально-волнового анализа
2.1 Основы метода ПВА
2.2 Примеры написания амплитуд
2.3 Специфические черты ПВА реакции 7г~р —> штг~іт°р . .
2.4 Масс-зависимый ПВА
3 Исследование реакции 7г~р —► илг~п°р
3.1 Введение
3.2 Отбор данных
3.3 Поиск набора статистически значимых парциальных

3.4 Результаты масс-независимого ПВА для каждого Зр .
3.5 Контроль выбранной модели ПВА и качества описания
установки
3.6 Результаты масс-зависимого ПВА
Заключение

Введение
Актуальность проблемы
Изучение свойств мезонных резонансов является одной из важнейших проблем адронной спектроскопии.
Существующие экспериментальные данные в основном согласуются с так называемой ’’наивной” кварковой моделью, которая рассматривает мезоны как состоящие из пары кварк-антикварк. Вместе с тем актуален вопрос о существовании так называемых ’’экзотических” мезонов.
Квантовая хромодинамика предсказывает существование связанных состояний отличных от ’’традиционных” мезонов (дд) и барионов (ддд). Например, два или три глюона могут быть связаны через обмен виртуальными глюонами. Такие связанные состояния нескольких глюонов называются глюболами. Возможны также связанные состояния глюона, кварка и антикварка - гибридные мезоны или просто гибриды (ддд), и связанные состояния двух кварков и двух антикварков -(дддд). Все эти типы состояний называют ’’экзотическими” мезонами.
Квантовые числа экзотических мезонов могут принимать значения, невозможные для мезонов классических, состоящих из пары кварк-антикварк. Например, JPC (где J - спин, а РС - соответственно Р и С чётности) для экзотических мезонов могут быть 0 , О4"", 1~+, 2+~, 3~+.
Эта особенность может быть использована и используется для поиска экзотических мезонов. Другим способом поиска экзотических состояний является заполнение мезонных октетов всеми известными состояниями. Обнаружение октета с несколькими частицами, занимающими одно и то-же место, будет являться указанием на экзотику. Третьим методом поиска экзотических состояний является изучение ширин рас-

пада различных состояний и обнаружение аномалий, указывающих на экзотику. Хорошим примером такого подхода является анализ мод распада состояний, содержащих rj ж т}1 мезоны [1,2]. Поскольку rj является практически SU(3) синглетом, то он связан с глюонами сильнее, чем т] мезон. На сильную связь rj с глюонами указывает и большое отличие его массы от массы т мезона, хотя кварковый состав у них практически одинаков. Поэтому если какой-либо объект распадается по каналу с rj мезоном более интенсивно, чем по каналу с ту мезоном, то это может служить указанием на наличие в его структуре валентного глюона.
Изучение свойств неэкзотических мезонов, а также вопрос о существовании экзотических связанных состояний важны для понимания фундаментальной природы строения вещества.
Эксперимент Е852, в котором были получены данные, используемые в представленном здесь анализе, является одним из экспериментов, в котором проводился поиск и изучение экзотических мезонных состояний. Этот эксперимент проходил в Брукхейвенской Национальной Лаборатории (США) на Многочастичном Спектрометре (Multi-Particle Spectrometer), находящемся на ускорителе AGS.
Цель диссертационной работы
Целью данной работы является экспериментальное исследование реакции
Исследовались два промежуточных состояния данной реакции:
• w(782)p(770)
У -*■ w(782)p“(770), ш(782) тг+тГтг0, /Г(770) тГтг0 (0.3)
• Ь1(1235)т
у- — &;/_(1235)ir-/0, Ь°р -> ш(782)»“/_, ш(782) Л-*-"
(0.4)

(0.1)
(0.2)

ш мезон. При этом рассматриваются все четыре возможные пяти-ПИОННЫе комбинации ДЛЯ СОСТОЯНИЯ Ш7Г_7Г° и выбираются только те события, в которых инвариантная масса системы тт+тт~тг°, соответствующей ш - мезону, удовлетворяет условию 0.72 < М„Г7Г < 0.84 ГэВ (см. рис. 3.3).
• В некоторых масс-независимых ПВА фитах, а также в глобальных логарифмических масс-зависимых фитах, использовалось обрезание по переменной Л. Матричный элемент распада ш 7Г+7Г_7Г° пропорционален переменной
где рт+ - импульс 7Г+ в системе покоя ш; рх- - импульс 7Г_ в системе покоя щ Мзж - инвариантная масса системы тг^тг^тг0; - масса -/г мезона.
В работе [52] показано, что распределение по переменной Л является треугольным для событий, содержащих ш-мезон, и равномерным для событий из пятичастичного фазового объема 7г+7г-7Г-7г°7г°. Таким образом, принимая события, в которых для хотя бы одной комбинации, соответствующей ст-мезону, величина Л > 0.5, и отбрасывая события, для которых во всех четырех комбинациях, соответствующих ст-мезону, величина Л < 0.5, мы теряем только 1/4 событий с ст, но для событий из пятичастичного фазового объема мы отбрасываем 1/2 их числа ( см. рис. 3.5). Нетрудно видеть, что обрезание по Л можно эффективно использовать для подавления фона от событий из пятичастичного фона.
В результате применения рассмотренных выше обрезаний для дальнейшего анализа было отобрано 225000 событий ”ст7г”7г°” ( 180000 событий с обрезанием по переменной Л). На рис. 3.6, 3.7, 3.8, 3.9,3.10 показаны различные распределения для исследуемых событий.
Рисунок 3.6 - распределение по инвариантной массе тг+7г~7г°. Выделяется пик от ш мезона, который в данном случае отфитирован с

л Г- -* I
4 • Ртг+ X рт-