-2-
Содержание
1 Введение 4
2 Радиационные распады легких векторных мсзоаов б
3 Эксперимент. 11
3.1 Накопитель ВЭПП-2М .............................................. 11
3.2 Сферический Нейтральный Детектор................................. 13
3.3 Калориметр детектора СНД......................................... 17
3.4 Система сбора данных СНД......................................... 22
3.5 Проведение эксперимента.......................................... 25
4 Реконструкция и анализ событий 28
4.1 Реконструкция фотонов............................................ 28
4.2 Кинематическая реконструкция..................................... 32
4.3 Отбор трехфотонных событий....................................... 35
4.4 Выделение тп и ■х0') событий..................................... 36
4.5 Моделирование.................................................... 44
5 Определение сечений процессов 46
5.1 Параметры сечений................................................ 46
5.2 Определение эффективности регистрации............................ 48
5.3 Вычисление радиационных поправок................................. 50
5.4 Фитирование экспериментальных данных ............................ 51
5.4.1 Модель доминантности векторных мезонов ...................52
5.4.2 Аномальный вклад.......................................... 56
5.4.3 Безмодельный подход........................................57
3-
6 Обсуждение результатом 59
7 Заключение 65
Список литературы 67
4
1 Введение
Изучение радиационных распадов легких векторных мезонов в е+е" столк-
новениях играет важную рать в понимании электромагнитной структуры состояний кварк-антнкварк и низксганергегического поведения сильных взаимодействий [1). Существует несколько разновидностей теоретических моделей, целью которых является описание электромагнитных процессов с участием адронов в области энергий до 1-2 ГэВ [2, 3. 4, 5], а также описание процессов адронизации в е+е" столкновсни-ях [б, 7. 8. 9]. Подходы, используемые в различных моделях, приводят к небольшому различию в предсказаниях этих моделей относительно вероятностей радиационных распадов. Детальное экспериментальное исследование радиационных распадов может обеспечить проверку адекватности предлагаемых моделей, а также определить величины параметров используемых, но не предсказываемых в рамках этих моделей.
Эксперименты с использованием встречных е+е" пучков, благодаря высокой монохроматичности пучков, стабильности энергии и низкому уровню фона, являются наиболее подходящим инструментом для изучения радиационных распадов легких векторных мезонов. К сожалению, малая статистика, накопленная в таких экспериментах до сегодняшнего дня, не позволяет использовать все положительные качества метода встречных пучков. Так, относительная точность измерения вероятности распада Вг(<£> —► ял'у), достигнутая в эксперименте НД [10], составляет всего 10%, и определяется сравнительно невысокой накопленной статистикой, благодаря подавлению данного процесса по правилу 021.
С началом работы экспериментов СНД [11] и КМД-2 [12] на накопительном комплексе ВЭПП-2М [13] появилась новая возможность увеличить экспериментальную статистику и улучшить точность наблюдаемых результатов, которая обеспечивается более высокой светимостью и улучшенной, по сравнению с предыдущим поколением экспериментов, конструкцией детекторов, обеспечивающей более высокие характе-
-5-
ристики. Начинающиеся эксперименты с детектором КЬОЕ [14] во Фраскати также позволят повысить зарегистрированную статистику для распадов ф мезона.
Радиационные распады ф мезона на фотон и псевдоскалярный мезон представляют интерес для изучения кварковой структуры легких векторных и псевдоскалярных кварк-антнкварковых состояний. Спектр вопросов, которые могут быть исследованы при увеличении точности измерений, включает в себя нарушение БЩЗ) симметрии, фнм смешивание, механизмы адронизации в е+е" столкновениях, проверку КХД, и другие.
Данная работа посвящена экспериментальному изучению процессов е+е_ —> г)у. е+с" -+ 1т°~г в области энергий 980-1040 МэВ в трехфотонном конечном состоянии, и радиационных распадов ф —► 77, л07, выпачненных в эксперименте с детектором СНД. В работе проведено сравнение полученных экспериментальных данных с различными теоретическими моделями, изучено влияние систематических и модельных неопределенностей на полученный результат.
Основное содержание диссертации изложено в работах |15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25]. Материалы диссертации докладывались на международном рабочем совещании но е+е~ столкновениям от ф до 7/Ф в Новосибирске в 1999 году (26], на международной конференции по спектроскопии адронов в Брукхевене в 1997 году [27] и в Пекине в 1999 году [28], на международном рабочем совещании по спектроскопии адронов во Фраскати в 1999 го,и-, на семинарах экспериментальных лабораторий ИЯФ СО РАН и опубликованы в международных научных журналах и препринтах
ИЯФ.
2 Радиационные распады легких векторных мезо
нов
Исследования электромагнитных процессов с участием адронов и. в частности, радиационных распадов легких векторных мезонов ведутся много лет. Как и в атомной физике, переходы между кварковыми состояниями с излучением фотонов позволяют получать важную информацию о внутренней структуре частиц. Одним из первых теоретических успехов было построение нерелятивистской кварковой модели (НКМ, см. напр. (2|) которая успешно описала ширину радиационного распада со -» т°7.
С использовалием НКМ всрсиггпость перехода V -* Р'у, где V - векторный мезон, а Р ~ псевдоскалярный, может быть приблизительно записана как
где //, магнитный момент коистнтуентных кварков. Основная трудность в вычислении ширин распада представляется в вычислении матричных элементов перехода. При использовании некоторых допущений этот матричный элемент может быть определен как
где 1УР - интеграл перекрытия волновых функций начального и конечного состояния. Одно из стандартных упрощающих предположений состоит в равенстве интегралов перекрытия для всех переходов.
Другим примером модели описания распадов V —> Р7 может служить модемь доминантности векторных мезонов (МДВМ) [2, 29], которая основана на предположении что взаимодействие фотонов с адронами происходит посредством перехода фотона в векторные мезоны, которые имеют одинаковые с фотонами квантовые чис-
Г(V -* Г7) = \оО» у |< у№\Г > ’,
Л \ту/ I с
(і)
Я
(2)
- Київ+380960830922