Измерение вероятности распада J/ Ψ → γη c на детекторе КЕДР Малышев В.М.

1. Измерение вероятности распада J/Ψ→γηcна детекторе КЕДР Малышев В.М.

2. 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)%

3. Вероятность распада J/ψ→γηc • Теория : • (3.05±0.07)%потенциальная модель : E.Eichten et al. “Quarkonia and their transitions”, arXiv:hep-ph/0701208v1 (2007) • (2.4±0.3)% КХДправиласумм: Бейлин В.А., Радюшкин А.В. “Анализ распада J/ψ→ηcγметодом КХДправилсумм”, 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)

4. 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/ψL=820 нб-1 NJ/ψ=2.87M • Подложка J/ψL=118 нб-1

5. Отбор событий • Условия отбора : • Суммарное энерговыделение по кластерам EΣ>0.8 ГэВ • Число кластеров Ncl>3 • Число треков из точки взаимодействия NtrackIP > 0 • Число сработавших мюонных трубочек в третьем слое NMU3 = 0 • Эффективность отбора (по моделированию) :ε,% • Распады J/ψ89 • Распады J/ψ→γηc 94 • Кластер 57 • Нейтральный (DC) кластер 49 • Нейтральный (TOF) кластер51 • Фотон 44 «Нейтральный кластер» - нет пришитого трека в DC или нет сработавшего в данном месте счетчика TOF «Фотон» - нейтральный (TOF+DC)кластер

6. Спектр фотонов (моделирование) Распределение по энергиям (ГэВ) начальных фотонов и реконструированных нейтральных (DC) кластеров.

7. Спектры кластеров (данные) Спектры кластеров в LKr и CsI – калориметрах. По оси x – энергия кластера в МэВ.

8. Спектр фотонов в распаде J/ψ→γηc где g(ω,ω’) - отклик калориметра, ε(ω) – эффективность регистрации фотона, 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

9. Спектр фотонов в распаде J/ψ→γηc где 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=1M,ε=1, Г=1 МэВ (синий), Г=20 МэВ (зеленый), Г=40 МэВ (красный)

10. Влияние формы линии спектра

11. Измерения CLEO (2008) 25M распадов Ψ(2S),

12. Измерениевероятности распада J/ψ→γηc Результаты подгонки спектров. Слева – все кластеры, справа – нейтральные (TOF)кластеры.По оси x – энергия кластера в МэВ.

13. Измерениевероятности распада J/ψ→γηc Результаты подгонки спектров. Слева – нейтральные (DC)кластеры, справа – нейтральные (TOF+DC)кластеры. По оси x – энергия кластера в МэВ.

14. Измерениевероятности распада J/ψ→γηc Величина брэнчинга (%), измеренная разными способамив пике J/ψ. Спектр фотонов в подложке J/ψ. По оси x – энергия фотона в МэВ. B=(0.07±0.06)%.

15. Систематические ошибки • N(J/ψ) • измерение светимости 0.08 • разброс энергии в пучке 0.05 • Эффективность регистрации фотона 0.14 • Подгонка спектра • ширина ηс0.12 • калибровка энергии калориметра 0.10 Всего 0.23 Результат измерения вероятности распада (предварительный) : B(J/ψ→γηc) = 1.07 ± 0.16 ± 0.23

16. 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.