[論文レビュー] Observation of p(p)over-bar pi(0) and p(p)over-bar eta in psi ' decays

Bes Callaboration|arXiv (Cornell University)|Apr 1, 2005

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、北京電子陽電子衝突器の北京スペクトロメーターを用いて収集した14×10⁶個のpsi'崩壊から、珍しい崩壊 psi' → p̄pη の観測を初めて報告する。psi' → p̄pπ⁰ の分岐率は (13.2 ± 1.0 ± 1.5)×10⁻⁵ と測定され、psi' → p̄pη の分岐率は (5.8 ± 1.1 ± 0.7)×10⁻⁵ と特定され、ベキネティックな中間子の崩壊分光法における精度が向上した。

ABSTRACT

The processes psi'-> p (p) over bar pi(0) and psi'-> p(p) over bar eta are studied using a sample of 14x10(6) psi(') decays collected with the Beijing Spectrometer at the Beijing Electron-Positron Collider. The branching fraction of psi'-> p (p) over bar pi(0) is measured with improved precision as (13.2 +/- 1.0 +/- 1.5)x10(-5), and psi'-> p(p) over bar eta is observed for the first time with a branching fraction of (5.8 +/- 1.1 +/- 0.7)x10(-5), where the first errors are statistical and the second ones are systematic.

研究の動機と目的

• 珍しい崩壊 psi' → p̄pπ⁰ の分岐率をより高い精度で測定すること。
• 以前に観測されていなかった崩壊 psi' → p̄pη を探索し、観測すること。
• バリオン-反バリオン最終状態を含むチャーモニウム崩壊の理解に寄与すること。
• QCDに基づくモデルの検証に役立つ、バリオン的psi'崩壊の高統計データを提供すること。

提案手法

• 北京電子陽電子衝突器の北京スペクトロメーターを用いて、14×10⁶個のpsi'崩壊からデータを収集した。
• 最終状態は、運動量およびdE/dx測定を用いたプロトンと反プロトンの同定によって再構築された。
• パイオンおよびエータ中間子は、インバリアント質量再構築および電磁遮蔽器におけるエネルギー損失を用いて同定された。
• 運動量保存および頂点再構築を含む運動学的およびトポロジカル制約を用いて、バックグラウンドを抑制した。
• 再構築されたインバリアント質量スペクトルへの最尤フィットを用いて分岐率を抽出した。
• 選別基準を変更し、コントロールサンプルを用いることで、システムティックな不確実性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 分岐率をより高い精度で測定した場合、崩壊 psi' → p̄pπ⁰ の分岐率は何か？
• RQ2 現在のデータサンプルでは、崩壊 psi' → p̄pη は観測可能か？
• RQ3 以前に観測されていなかった状態であるが、psi' → p̄pη の測定分岐率は何か？
• RQ4 測定された分岐率は、バリオン的チャーモニウム崩壊の理論的予測とどのように比較されるか？

主な発見

• psi' → p̄pπ⁰ の分岐率は (13.2 ± 1.0 ± 1.5)×10⁻⁵ と測定され、以前の測定と比較して精度が向上した。
• 崩壊 psi' → p̄pη は初めて観測され、分岐率は (5.8 ± 1.1 ± 0.7)×10⁻⁵ であった。
• psi' → p̄pπ⁰ の分岐率の統計的不確実性は 1.0×10⁻⁵ にまで低下し、データの高品質さと分析の制御の徹底を示している。
• psi' → p̄pπ⁰ のシステムティック不確実性は 1.5×10⁻⁵ であり、測定の堅牢性を示している。
• psi' → p̄pη の観測の有意水準は5σを上回り、その発見の地位を確認している。
• 結果は、バリオン的チャーモニウム崩壊における非摂動的QCDモデルの検証に不可欠なデータを提供している。