Измерение вероятности распада J/Ψ→γηc на детекторе КЕДР Малышев В.М. Распад J/ψ→γηc радиационный М1- переход энергия фотона ω = 114.3 МэВ угловое распределение фотонов dΓ/dΩ ~ 1+cos2θ ширина ηc-мезона (PDG) Г(ηc) = 26.7±3.0 МэВ вероятность распада (PDG) B(J/ψ→γηc) = (1.27±0.36)% 2 Вероятность распада J/ψ→γηc Теория : • (3.05±0.07)% • (2.4±0.3)% потенциальная модель : E.Eichten et al. “Quarkonia and their transitions”, arXiv:hep-ph/0701208v1 (2007) КХД правила сумм : Бейлин В.А., Радюшкин А.В. “Анализ распада J/ψ→ηcγ методом КХД правил сумм”, Ядерная физика, т. 39, вып. 5 (1984) Эксперимент : • (1.98±0.09 ±0.30)% R.E.Mitchell et al. “J/ψ and ψ(2S) Radiative transitions to ηc” arXiv:0805.0252v1 [hep-ex] (2008) 3 Данные КЕДР Заходы 11220-11962 (Декабрь 2007 - апрель 2008 года) : Сканирование J/ψ+ набор в пике + набор в подложке. Магнитное поле H = 6.0 кГс Разброс энергии в пучке бW =0.71 МэВ. Пик J/ψ L=820 нб-1 NJ/ψ=2.87 M Подложка J/ψ L=118 нб-1 4 Отбор событий Условия отбора : • • • • Суммарное энерговыделение по кластерам Число кластеров Число треков из точки взаимодействия Число сработавших мюонных трубочек в третьем слое Эффективность отбора (по моделированию) : • • Распады J/ψ Распады J/ψ→γηc Кластер Нейтральный (DC) кластер Нейтральный (TOF) кластер Фотон «Нейтральный кластер» «Фотон» EΣ >0.8 ГэВ Ncl>3 NtrackIP > 0 NMU3 = 0 ε,% 89 94 57 49 51 44 - нет пришитого трека в DC или нет сработавшего в данном месте счетчика TOF - нейтральный (TOF+DC) кластер 5 Спектр фотонов (моделирование) Распределение по энергиям (ГэВ) начальных фотонов и реконструированных нейтральных (DC) кластеров. 6 Спектры кластеров (данные) Спектры кластеров в LKr и CsI – калориметрах. По оси x – энергия кластера в МэВ. 7 Спектр фотонов в распаде J/ψ→γηc d( ) ( ) N d g ( , ) d d dN где g(ω,ω’) - отклик калориметра, ε(ω) – эффективность регистрации фотона, d( ) 4 ec 3 M 2 d 3 mc 2 2 ( / 0 ) 3 BW ( ) 0 BW ( ) 2 2 r0 2 (1 ) 16 Г0=2.87 кэВ при mc=1.5 ГэВ и |M|=1, ω0=114.3 МэВ – н.в. энергия фотона, r0=0.4-0.6 фм –радиус ηc M=<f|j0(ωr/2)|i> - матричный элемент перехода 8 Спектр фотонов в распаде J/ψ→γηc где d( ) ( / 0 )3 B BW ( ) 2 2 d A r0 2 (1 ) 16 ( / 0 )3 A BW ( )d 2 2 r0 2 (1 ) 16 A=1.06 при Г(ηс)= 1 МэВ A=2.37 Г(ηс)=20 МэВ A=3.8 Г(ηс)=40 МэВ Спектр фотонов при В=1, NΨ=1 M, ε=1, Г=1 МэВ (синий), Г=20 МэВ (зеленый), Г=40 МэВ (красный) 9 Влияние формы линии спектра 10 Измерения CLEO (2008) 25M распадов Ψ(2S), 11 Измерение вероятности распада J/ψ→γηc Результаты подгонки спектров. Слева – все кластеры, справа – нейтральные (TOF) кластеры. По оси x – энергия кластера в МэВ. 12 Измерение вероятности распада J/ψ→γηc Результаты подгонки спектров. Слева – нейтральные (DC) кластеры, справа – нейтральные (TOF+DC) кластеры. По оси x – энергия кластера в МэВ. 13 Измерение вероятности распада J/ψ→γηc Величина брэнчинга (%), измеренная разными способами в пике J/ψ. Спектр фотонов в подложке J/ψ. По оси x – энергия фотона в МэВ. B=(0.07±0.06)%. 14 Систематические ошибки N(J/ψ) • измерение светимости • разброс энергии в пучке Эффективность регистрации фотона Подгонка спектра • ширина ηс • калибровка энергии калориметра Всего 0.08 0.05 0.14 0.12 0.10 0.23 Результат измерения вероятности распада (предварительный) : B(J/ψ→γηc) = 1.07 ± 0.16 ± 0.23 15 Результаты Измеренная величина B(J/ψ→γηc)=(1.07±0.28)% согласуется с измерениями Crystall Ball (1.27±0.36)%, BaBar (0.79±0.2)%, не согласуется с измерениями CLEO (1.98±0.31)%, теоретическими предсказаниями (2.4-3.1)% Необходима работа по определению формы линии спектра в этом распаде При увеличении статистики возможно измерение ширины, массы ηc. Набор статистики в пике J/ψ продолжается, планируется удвоить набранный интеграл светимости. 16