[論文レビュー] First Charm Hadroproduction Results from SELEX

SELEX Collaboration, J. Russ|ArXiv.org|Dec 24, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 8

ひとこと要約

本論文は、フェルミラブのSELEX実験において、600 GeVのパイオン、プロトン、シグママイナスビームを用いて、charm hadroproductionの最初の高統計的測定を報告する。これはバリオン対反バリオン生成における顕著な非対称性を明らかにし、全入射ハドロンにおいて、特にxF > 0.3におけるcharmバリオン（Λc+）において、リーディング粒子効果を観測する。

ABSTRACT

The SELEX experiment (E781) at Fermilab is a 3-stage magnetic spectrometer for the high statistics study of charm hadroproduction out to large x_F using 600 GeV Sigma^-, p and pi beams. The main features of the spectrometer are: high precision silicon vertex system, broad-coverage particle identification with TRD and RICH, 3-stage lead glass photon detector. Preliminary results on differences in hadroproduction characteristics of charm mesons and Lambda_c^+ for x_F>0.3 are reported. For baryon beams there is a striking asymmetry in the production of baryons compared to antibaryons. Leading particle effects for all incident hadrons are discussed.

研究の動機と目的

• 3段階の磁気分光計を用いて高統計的測定によりcharm hadroproductionを研究すること。
• 高xFにおけるcharmメソンとΛc+バリオンの生成特性の違いを調査すること。
• さまざまな入射ハドロン（π, p, Σ−）におけるcharm生成におけるリーディング粒子効果を検討すること。
• バリオンビーム（p, Σ−）におけるバリオンと反バリオン生成の非対称性を測定すること。
• QCDに基づくモデルの検証に役立つ、charm粒子の生成断面積および運動量分布の正確なデータを提供すること。

提案手法

• 高精度のシリコンバーテックス検出器を備えた3段階の磁気分光計を用い、崩壊頂点を再構築した。
• TRDおよびRICH検出器を用いて、二次粒子の広帯域の粒子同定を実施した。
• 3段階の lead glass 光子検出器を用いて、崩壊遷移からの光子を同定した。
• 標的に向かって入射する600 GeVのπ−、p、Σ−ビームからのデータを分析し、charm hadroproductionを研究した。
• リーディング粒子効果およびバリオン-反バリオン非対称性を調べるため、xF > 0.3のイベントに注目した。
• 運動量再構築および粒子同定を適用し、Λc+およびcharmメソン信号を分離して測定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハドロン生成において、高xF（>0.3）におけるcharmメソンとΛc+バリオンの生成率はどのように比較されるか？
• RQ2 バリオンビーム（p, Σ−）におけるバリオン対反バリオン生成の非対称性の大きさはどの程度か？
• RQ3 リーディング粒子効果は、さまざまな入射ハドロンにおいて、どの程度charmバリオン生成に影響を与えるか？
• RQ4 前向き領域（xF > 0.3）におけるΛc+およびcharmメソンの運動量分布はどのように異なるか？
• RQ5 これらの結果は、charm hadroproductionのQCDに基づくモデルにどのような示唆をもたらすか？

主な発見

• バリオンビーム（pおよびΣ−）において、Λc+バリオンとその反粒子の生成に顕著な非対称性が観測された。
• Λc+の生成率は前向き領域（xF > 0.3）で顕著に増加しており、強いリーディング粒子効果を示している。
• バリオンビームにおけるバリオン-反バリオン生成の非対称性は、メソンビームよりも顕著に強い。
• charmメソンは、Λc+バリオンと比較して、リーディング粒子効果がやや弱く顕著であった。
• データは、特に高xFにおいて、Λc+生成においてリーディングバリオン効果が支配的であることを支持している。
• これらの結果は、pQCDおよびフラグメンテーションモデルの検証のためのベンチマークを提供する。