Рождение чармония в e+e- аннигиляции

• Автор: Пахлов, Павел Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Теория кваркония
1.1 Общее обсуждение
1.2 Квантовая Хромодинамика
1.3 КХД на решетках
1.4 Нерелятивистская КХД
1.4.1 Цвето-синглетная модель
1.4.2 Цвето-октетная модель
1.4.3 Модель испарения цвета
1.5 Потенциальные модели
2 Рождение чармония: эксперимент и теория
2.1 Рождение чармония на Теватроне
2.1.1 Измерение поляризации
2.2 Рождение чармония в экспериментах с фиксированной мишенью
2.3 Рождение чармония в ер взаимодействиях (НЕЯА)
2.3.1 Фоторождение
2.3.2 Лепторождение
2.4 Рождение чармония в е+е~ взаимодействиях (ЬЕР)
2.5 Рождение чармония в е+е" взаимодействиях при л/з ~ 10.6 ГэВ
3 Спектроскопия чармония: теория и эксперимент
3.1 Спектроскопия на решетках

3.2 Спектроскопия чармония из потенциальных моделей
3.3 Новые состояния чармония
3.3.1 Х(3872): Открытие и интерпретация
3.3.2 Y(3940)
3.3.3 Y(4260)
4 Эксперимент Belle
4.1 Общие свойства эксперимента
4.2 Ускоритель КЕКВ
4.3 Детектор Belle
4.3.1 Вершинный детектор
4.3.2 Дрейфовая камера
4.3.3 Детектор Черепковского излучения
4.3.4 Система измерения времени пролета частиц
4.3.5 Электромагнитный калориметр
4.3.6 Мюонная система
4.3.7 Идентификация заряженных треков
4.3.8 Триггерная система
4.3.9 Моделирование детектора
5 Обнаружение процесса парного рождения чармония
5.1 Отбор событий
5.1.1 Отбор //-кандидатов
5.2 Измерение сечения процесса е+е_ —» J/гр X
5.3 Обнаружение порогового скачка в спектре масс отдачи к J/гр
5.4 Обнаружение rjc в спектре масс отдачи к J/гр
5.5 Измерение сечения процесса е+е~ J/гр г)с
6 Изучение процесса парного рождения чармония
6.1 Обсуждение результатов главы
6.2 Калибровка шкалы масс отдачи J/гр
6.3 Дальнейший анализ процесса е+е- —» J/(cc)res

6.4 Полное восстановление е+е" —> 3/гр (сс)гев
6.5 Угловой анализ
6.6 Поиск процесса е+е- —> гр(25) (сс)ге8
6.7 Вычисление систематической ошибки
6.8 Вычисление борновского сечения
6.9 Обсуждение результатов
7 Обнаружение процесса е+е~ —> З/гр сс
7.1 Первое обнаружение е+е“ —> З/грсс
7.1.1 Отбор Ю-мезонов
7.1.2 Обнаружение совместного рождения З/гр И0
7.1.3 Обнаружение совместного рождения
7.1.4 Вычисление сечения е+е_ —> З/'фсс
7.2 Модельно-независимое определение сечения
7.3 Обсуждение результатов
8 Обнаружение нового состояния чармония У(3940)
8.1 Четвертый пик в распределении масс отдачи
8.2 Поиск распада Х(3940) в £>(*)£)
8.3 Поиск распада X(3940) в 3/гр ш
8.4 Систематическая ошибка
8.5 Измерение сечения рождения и вероятностей распада Х(3940)
9 Обсуждение полученных результатов
9.1 Достоверность полученных результатов
9.2 Подтверждение в эксперименте ВАВАЯ существования процесса е+е~ —»
3/гр (сс)ге5
9.3 Теоретическая оценка сечения е+е- —> 3/гр (сё)гев
9.3.1 Расчеты в рамках НРКХД
9.3.2 Волновые функции в приближении светового конуса
9.4 Теоретическая оценка сечения е+е~ —» 3/гр сс
9.5 Гипотезы происхождения Х(3940)

2.5 Рождение чармония в е+е взаимодействиях при л/s ~ 10.6 ГэВ
“Перед балериной, исполняющей роль Крупской, стоит нелегкая хореографическая задача: средствами пластики выразить базедову болезнь.”
Сергей Довлатов
Обсудим экспериментальные результаты, предшествующие нашей работе и наиболее близко связанные с ней. Хотя рождение чармония в е+е" аннигиляции при л/s ~ 10.6ГэВ было открыто впервые в 1992 году сотрудничеством CLEO [76], однако долгое время сотрудничество ошибочно интерпретировало свой сигнал быстрых J/ip как распад Т(45) мезона. Данные эксперимента CLEO в основном набирались при энергии пучков в системе центра масс, равной массе Т(45)-резонанса. Для этих данных спектр масс 1+1~ комбинаций выше порога рождения из Л-мезонов {Ре+е- > 2ГэВ/с) приведен на рисунке 2.9 а). Значимый сигнал виден вблизи массы J/ф мезоиа. На данных, набранных при энергии пучков вне Т(45')-резонанса сигнала Jf-ф обнаружено не было (рисунок 2.9 Ъ)).
Впоследствии коллаборация CLEO обнаружила сигнал быстрых J/ip в данных, набранных вне Т(45)-резонанса, таким образом установив, что рождение быстрых J/> обусловлено е+е" аннигиляцией. Оцененное сечение процесса е+е" —> Ф/фХ составило примерно 2 пб.
В 1995-1999 годы сечение процесса е+е" —> J/ipX было оценено теоретически. В лидирующем порядке при разложении по аI цвето-синглетная диаграмма рождения J/ф в е+е" представлена на рисунке 2.10 а) и описывается процессом е+е" —► (сс)° + (gg)°, пропорциональным а2а23. Цвето-синглетная модель предсказывает сечение 0.45 — 0.8 пб [77, 78, 79, 80]. Учитывая цвето-октетный вклад (сс)8 + gs (рисунок 2.10 Ь)) в подходе НРКХД, сечение а(е+е~ —> J/фХ) предсказывается в диапазоне
1.1 — 1.6пб [78, 79, 80], что находится в хорошем согласии с экспериментальным измерением, полученным CLEO. Цвето-синглетная диаграмма е+е" —> (сс)° + (сс)° представлена на рисунке 2.10 с) и, как ожидалось, дает очень маленький вклад в полное сечение 0.05 — 0.1 пб [83].