osservazione di un mesone stretto xv ifae lecce in alexis pompili ( università & i.n.f.n. di...
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OSSERVAZIONE di un mesone STRETTO
XV IFAE Lecce
in
Alexis POMPILI ( Università & I.N.F.N.di Bari )per la Collaborazione BaBar
0* )2317( ssJ DD
Sessione Quark Pesanti 25 Aprile 2003
- Cenni di spettroscopia del sistema dei mesoni - Selezione dei candidati - Evidenza di un mesone stretto a che decade in - Ricerca di altri eventuali canali di decadimento- Controllo su possibili riflessioni- Discussione su JP e conclusioni
sD
0sD232.2 cGeV
0, KKKKDs
Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003
2
Spettroscopia degli stati sc
m[GeV]
PJ
onda -S onda -P
Godfrey-Isgur model
0* KD KD 0*
KD0
)59.2(1 23P
)53.2(1 11P
)57.2(1 13P
331 D
)48.2(1 03P
132 S
)98.1(1 01S
012 S
)13.2(1 13S
Informazione sperimentale
limitata
)1969(sD
)2112(*sD
)2535(1sD
)2573(*sJD
[nel limite di M(q=c) >> m(q=s) …]
Approx. : quark pesantesorgente statica di potenziale
quark s : l,s conservati separatamente
+inter. spin-orbita : j= l+s conservato+quark c con spin S- interazioni soppresse di m/M
- inter. spin-orbita
- inter. di contatto spin-spin
J= j+S conservato
- forza tensoriale
Sl
Ss
2, 1 2 3 J j1, 0 2 1 J j [stretti]
[larghi]
%)6(%),94( 0
(mix?)
violazione di isospin
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Diversi modelli teorici predicono masse fra per ( )
che dovrebbero decadere per emissione di K ed essere larghi ( difficilmente rivelabili )
1,0,21 PJj26.24.2 cGeV
Sperimentalmente non vi sono candidati per questi 2 stati in onda-P
Lo scalare 0+ con massa dovrebbe decadere in
in onda-S ed avere una larghezza , ma
…
... se fosse sotto soglia … decadrebbe in modo diverso, p.es. in
violando l’isospin, e in tal caso sarebbe estremamente stretto !
248.2 cGeV
Godfrey-Isgur [Phys. Rev. D32 (1985)]Godfrey-Kokoski [Phys. Rev. D43 (1991)]Di Pierro-Eichten [Phys.Rev. D64 (2001)]
KD0
MeV990270 0sD
Oggetto di questa analisi :Studio dello spettro di massa prodotto inclusivamente0sD
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Ricostruzione e criteri di selezione
000 ;,; KKKKDD ss
PID
fit geometrico ad un vertice comune
%1.0)( 2 P
se traiettoria consistente con la regione di interaz.
momento nel CMS : cGeVp 5.2*
coppie (origine nel vertice
di produz.) con fit
cinematico
[ vincolo : ]
%1)( 2 P)( 0m
MeVE 100
%10)( 2 P)( 0m
coppie (origine nel vertice delle
tracce cariche) con fit
cinematico
[ vincolo : ]
NON IN SCALA
- rimuove fondo combinatorio dal continuo- elimina fondo da decadimento dei mesoni B
284.1)(
:perveto
con
per selezione-Anti
0
0*
cGeVKKm
KKD
DD
ciascuno non condivide
fotoni con altri
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0*K
KK 0*,sDselezionati usando i modi
)1020( 0* )892(K
sotto-campioni disgiunti
S/N migliorato dal taglio sull’angolo di elicità
5.0cos
sD
D
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DsD
: fit cinematico con massa nominale)( sDE
0
sDKKKK ,,,massadiSpettri 0
0candidaticoneventineglicoppie sD
Il segnale a è assente nelle distribuzionida bande laterali :il picco èassociato al sistema
Nessun altro segnale è evidente fino aa parte quello associato a
232.2 cGeV
27.2 cGeV
0sD
0)2112(* ss DD
! !
Picco largo dovuto a combinazioni casuali
dove)2112(*sD ss DD )2112(*
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cGeVp 5.3* 0massadiSpettro sD
0 KKDs
KKDs
candidati531267
candidati33273
2.)(4.08.2316 cMeVstatm
2.)(3.16.2317 cMeVstatm
2.)(4.06.8 cMeVstat
2.)(1.18.8 cMeVstat
cMeVp 300)( 0
Incertezza sistematica sulla massa stimata conservativamente : 23 cMeVUna stima della risoluzione in massa per
il sistema è ottenibile direttamente dai dati fit-tando la distrib. di massa del lacui è consistente con quella del segnale Una risoluzione in massa simile si ottiene dalla simulazione di
)2317(*sJD
0 KK0 KKDs
0)2317(* KKDsJ
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)2112(*sD
Controllo di possibili riflessioni - 1
N.B. : 1) evento selezionato senza richiedere la presenza di un ; 2) ciascun non deve formare un con ogni altro ;
00
MeVE 150)(
cGeVDp s 5.3)(*
cGeVDp s 5.3)(*
][ 2cGeVm2 2.2 4.2 6.2
ssJ DD )2317(*
)2112()2317( **ssJ DD non c’è !
non c’è !
Combinazioni
Combinazioni
Combinazioni )2112(*sD
sD
sD
Verificato che un segnale non deriva da riflessioni di altri stati charmati[usando dati simulati con tutti gli stati charmati e i decadimenti noti]
)2317(*sJD
ccee
Verificato nei dati che un segnale non deriva da riflessioni del per misidentificazione
)2317(*sJD
*D K
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Controllo di possibili riflessioni - 2
0)2112(* sD
eve
nts
/7M
eV
/ c2
Combinazioni
][ 2cGeVm
Combinazioni 0sD
0)2112(* sD
cGeVDp s 5.3)( 0*
Dagli scatter plots si vede che questa massa corrisponde alla regione di sovrapposizione delle bande strette dei segnali
000 vs,vs ssss DDDD
)2317(,)2112( **sJs DD
?
Se il picco nella distribuz. di massa fosse dovuto ad uno stato con massa che decade in , potrebbe cinematicamente produrre un picco nella distribuz. di massa intorno ai !
0sD
246.2 cGeV232.2 cGeV0sD
CONTROLLI :
… ma … per tale riflessione si dovrebbe avere una !
[MC tests]… ma … tale riflessione sarebbe responsabile solo di 1/6 del segnale visto!
215 cMeV
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Distribuzione angolare
Distribuzione angolare consistente con l’essere piatta ( 43% di probabilità )
)2317(delriposoasistemaneldelangolo: *0sJD
CMSnel)2317(deldirezioneallarispetto * sJD
Efficienza
un
it. arb
.
un
it. arb
.
cosdibinsin)2317(* sD
[fondo sottratto]
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Discussione su JP
conservazione parità spin-parità naturale :
violazione di isospin ( stretta )
0* ]0[)2317( ssJ DD ...,2,1,0
La massa inferiore rispetto a favorisce )2573(,)2536( *
1 sJs DD 0PJ
La distribuzione di elicità corretta per l’efficienza e’ piuttosto piatta
0oppure,0 JJ ma con produzione non-polarizzata
proibisce ]0[)2317(* ssJ DD (OK : non riscontrato)
non esclude ]1[)2317( ** ssJ DD ( non riscontrato : prevale l’emissione di )
0PJ
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Conclusioni
Con i primi di dati raccolti da BaBar si è studiato lo spettro di massa 0sD191 fb
Un segnale netto e stretto è stato osservato, alla massa di con una larghezza consistente con la risoluzione sperimentale, peri 2 distinti modi di decadimento e
232.2 cGeV210 cMeV
KKDs0 KKDs
Non vi è evidenza di decadimenti di questo stato in sss DDD ,)2112(, *
La probabile assegnazione , la bassa massa, la piccola larghezza e le modalità di decadimento lo caratterizzano quale stato non predetto dagli attuali modelli a potenziale della spettroscopia dei mesoni charmati
Vari controlli sono stati eseguiti per accertarsi che esso non sia il risultato di riflessioni significative di altre risonanze di massa inferiore o superiore.
0PJ
O questi modelli richiedono modifiche oppure questo stato non è un mesone ma è uno stato esotico (p.es. a 4-quarks)sc
]Resott.[0304021/exhep Lett.v.Phys.