Сечение аннигиляции Зависимость от энергии N число

Сечение аннигиляции: Зависимость от энергии!!! N – число событий данного процесса, ε – эффективность регистрации к данному процессу, ΔL – интеграл светимости, δ – радиационная поправка. φ ρ ω ρ' Гω = 8. 49 ± 0. 08 Мэ. В Измерение СНД Гρ = 149. 4 ± 1. 0 Мэ. В Гφ = 4. 26 ± 0. 04 Мэ. В

Однофотонный канал: e+e-→ωπ0→π+π-π0π0 e+e-→V(1 --)→π +π-, π+π-π0, π+π-, π+π-π0π0, e+ π0 V = ρ ρ′ ρ″ π0 π0 γ , π0 π0 γ … V(1 --) = ρ(770), ω(782), φ(1020), π+ ω V(1 --) = J/ψ(1 s), …семейство чармониев, eπρ --) = ϒ(4 s), … батониев V(1 π0→γγ (Время жизни τπ0 = (8. 4 ± 0. 6)· 10 -17 с, сτ = 25. 1 нм, время жизни τφ = ? ) В конечном состоянии остаются только заряженные частицы (е, μ, π, K, p) и фотоны!!! Двухфотонный канал: e e+e-→P(0 -+) e+e- , P(0 -+) →π +π-, π0π0, π+π-, π+π-π0π0, γγ … e-+) = π0 – 135 Мэ. В, η – 550 Мэ. В, η’(958), P(0 S(0++) =f 0(600) или σ, f 0(980), а 0(980), … S(2++) = f 2(1270), … Br(η →γγ) = (39. 31 ± 0. 20) % Гη = 1. 30 ± 0. 07 Кэ. В. Что такое бранчинг? +

Требования к детектору: 1) должен определять количество частиц 2) должен различать заряженные частицы от фотонов Система идентификации Мюонная система Трековая система Калориметр

Регистрируют заряженные частиц Не чувствительны к фотонам Измеряют углы вылета и точку вылета Имеется возможность измерять импульс (по кривизне в магнитном поле) Имеется возможность измерять ионизационные потери для идентификации

Измеряют энерговыделение частиц Измеряют углы и энергии фотонов!!! Требуется гранулированность, много чувствительных элементов

Что это за событие? На вид: 2 трека в трековой системе, 2 кластера в калориметре, 2π ? Программа реконструкции нашла еще 2 частицы без треков. Значит 3π? А может «пучковый фон» , а может космика? А есть еще e+e-→е+е- или e+e-→μ+μ-, e+e-→е+е-γγ, e+e-→μ+μ- γγ и множество других процессов. Посмотрим еще Z проекцию?

Два не коллинеарных трека, 2 фотона в противоположную сторону. Но фотон № 4 энергия всего 19 Мэ. В!!! И угол близок к оси пучков, что характерно для «пучкового фона» . Вдруг это e+e-→π+π-γ и фотон № 3 это радиационный сброс на ρ мезон? Ответ: Нельзя сказать точно, событие 3π или 2πγ мы видим!!! Но как считать число N?

Нам не нужно знать, что это за событие, нам нужно знать, сколько всего 3π событий. Для определения полного числа событий используют распределения плотности вероятности. (Хотя иногда бывают случаи, когда можно «достаточно» чисто выделить события искомого процесса. ) В процессе 3π есть π0, а значит инвариантная масса фотонов в данном процессе равна массе Мπ0 = 135 Мэ. В. Распределение по инвариантной массе 2 х фотонов как раз подходит, так как для 3π оно является гауссом с шириной, равной разрешению детектора. Подсчет числа событий производят методом максимального правдоподобия (линия на рисунке).

Бывают процессы очень похожие на искомый, например e+e-→е+е-π0, очень похож на 3π. Общепринятым для проверки гипотез считается критерий согласия χ2. Гипотеза обычно состоит в том, что в событии имеется N 1 π-мезонов (μ, К, е), N 2 фотонов и выполняются условия сохранения энергии и импульса (4 условия). Минимизируя χ2 находят истинные значения углов и энергий, связанные между собой условиями сохранения энергии и импульса. Значения вычисленной функции χ2 позволяют вычислить вероятность того, что событие принадлежит к данному классу. Для этого используется распределение χ2. Описанная процедура называется кинематической реконструкцией.

При проведении эксперимента записывают не все события, а только определенные, представляющие физический интерес. Решение о записи события принимает специальная электронная система – Триггер. Столкновения происходят с частотой ~ 1– 10 МГц, если даже в каждом событии ~ 100 2 х байтовых чисел, то получается 200 Мбайт/с, и все это «пучковый фон» , как на рисунке ниже

Первичный триггер ~ 1 KГц Срабатывание систем, пороги, совпадения Мертвое время <1 мкс Вторичный триггер На основе топологии событий, например, центральные треки Мертвое время <10 мкс диск Третичный триггер Компьютерный триггер, возможна полная реконструкция Для 3π: 1) Е > 180 Мэ. В, 2 и более треков 2)|Z| < 10 см, R < 1 см. Постоянное хранилище

Что мы сегодня узнали? • Что измеряют на коллайдерах? • Как устроены детекторы? • Как выбирают физические события? • Что такое Триггер? • Что такое кинематический фит? Домашнее задание: Классификация С-четных мезонов, рождающихся в двухфотонном канале на встречных е+е– пучках. Почитать: УФН т. 125, вып. 2, стр. 201, Б. Рихтер, От ψ к очарованию.