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BESIII 上 t 质量 测量现状

BESIII 上 t 质量 测量现状. 张建勇 高能所 代表 BESIII t 物理组. 中国物理学会高能物理分会第九届全国 会员代表大会暨学术年会. t 质量测量的意义和方法 BESIII 上 t 质量测量 BEPCII 与 BESIII 束流能量测量系统的研制 t 质量扫描取数方案的优化研究 BESIII 上 t 质量测量 总结. 主要内容. t 质量测量的意义和方法. M t 是标准模型的基本参数. 对于 e, m , ∆m/m ~10 -8 , 对于 t , ∆ m/m ~9.0  10 -5.

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BESIII 上 t 质量 测量现状

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Presentation Transcript

  1. BESIII上t质量测量现状 张建勇 高能所 代表BESIII t 物理组 中国物理学会高能物理分会第九届全国 会员代表大会暨学术年会 Jianyong Zhang

  2. t质量测量的意义和方法 BESIII 上t质量测量 BEPCII与BESIII 束流能量测量系统的研制 t质量扫描取数方案的优化研究 BESIII 上 t质量测量 总结 主要内容 Jianyong Zhang

  3. t质量测量的意义和方法 • Mt是标准模型的基本参数 对于 e,m, ∆m/m ~10-8 , 对于t, ∆m/m ~9.0  10-5 • 轻子普适性检验 普适性对mt5敏感 测量方法： 赝质量法：ARGUS,OPAL,BELL,BABAR 阈值扫描法:DELCO,BES,KEDR,BESIII Jianyong Zhang

  4. BEPCII与BESIII BEPCII 能量范围: 2.0 ~ 4.6GeV 亮度: 1033 cm-2s-1 1.89GeV 束团数: 2×93 流强: 2×0.91A SC magnet 1 T TOF 90ps BESIII MDC 120mm 漂移室：位置分辨：135微米， 动量分辨：0.5%@1GeV, σdE/dx：6% RPC 量能器：能量分辨0.5%@1GeV 位置分辨：8毫米 CsI TOF：100皮秒 （桶部）， 110皮秒（端盖） m计数器: 9层（桶部）， 8层（端盖） Jianyong Zhang

  5. 束流能量测量系统的研制 HPGe detector Ee EX BEMS工作在储存环北对撞点 E laser beam Laser source BEMS BESIII N Jianyong Zhang

  6. 束流能量测量系统的安装 新真空盒 激光-真空连接部分 高纯锗探测系统 激光与光学系统 Jianyong Zhang

  7. 束流能量测量系统性能 通过扫描y(2s)，并且与PDG（2010）给出的值相比较，得出BEMS的测量精度 对y(2s) 进行了两次扫描，获取的数据约为4 pb-1. 共振态质量差别: 对于单束电子或者正电子： MeV BEMS 的测量精度: 能量：de/e ~ 2×10-5 能散：~6% Jianyong Zhang

  8. t扫描取数方案的最优化研究 • 利用Monte Carlo 模拟抽样技术， • 研究某给定方案： • 取多少个点是最优化的 • 这些点是如何分布的 • t质量的测量精度与亮度的关系 i(i=1,2,…,Npt) : 对于某方案 j(j=1,2,… Nsamp):采样次数 Nsamp=1000 构造最大似然函数： Jianyong Zhang

  9. t扫描数据获取方案的统计优化 • 研究发现： • 对于N个自由参数的拟合，N个能量点就可以了 • 每个能量点的最优位置可以用单参数方法确定 • t质量的误差（统计）与亮度的平方根成正比 自由参数：能量点 Mt P1，阈值附近 e P2，阈值上 sBG P3，阈值下 基于em事例 亮度分配： L3 = 10% Ltot L1 = 67% Ltot L2 = 23% Ltot Jianyong Zhang

  10. t质量扫描取数计划 5-points scenario 第一轮扫描: J/ scan (7 pts)  scan (5 pts) ’ scan (7 pts)  第二轮扫描: J/ scan (7 pts)  scan (pt.9&pt.10) ’ scan (7 pts) Final uncertainty (sta.  sys.)< 0.1MeV 100pb–1 Jianyong Zhang

  11. t扫描预取数@BESIII 为了检测了探测器、物理软件以及束流能量测量系统的性能,于2011年冬进行了t扫描预取数 对共振态J/ψ 和 ψ(2s) 分别进行了扫描，共扫描7个点，积分亮度分别为1.5 pb-1, 7.0 pb-1 t质量扫描共取4个点，其中阈值以下一个点，阈值上3个点，共获得积分亮度为23.4 pb-1 Jianyong Zhang

  12. 事例选择条件 好光子数为Ng=0 或者2 好光子条件：0<TDC<14,(单位：50ns) |cosq|<0.8,E>25MeV 0.84<|cosq|<0.92,E>50MeV qgc>20 Jianyong Zhang

  13. PTEM Acoplanarity angle 2-point Ecm=3553.8MeV Preliminary! 3-point Ecm=3561.1MeV 4-point Ecm=3600.2MeV Jianyong Zhang

  14. Momentum of charged tracks TOF of charged tracks 2-point Ecm=3553.8MeV Preliminary! 3-point Ecm=3561.1MeV 4-point Ecm=3600.2MeV Jianyong Zhang

  15. J/ &’强子截面拟合 Di-gamma 亮度 dMt = 54  30  12 keV + 22 Escale : keV - 86 Jianyong Zhang

  16. BESIII上t质量测量结果 + 0.10 Mτ = 1776.91 ± 0.12 MeV - 0.13 (preliminary) Jianyong Zhang

  17. Event display for -pair decay to e  final state @  -pairthreshold Event-541243 Event-1269320 Jianyong Zhang

  18. 总结 • 建造了BEMS，精确测量束流能量 • 用MC对t质量扫描方案进行优化，找出最佳取数方案 • 为检验软、硬件性能，进行了t质量扫描预取数， • BESIII: Mτ = 1776.91 MeV, （PDG12:1776.82 ± 0.16 MeV） • 轻子普适性验证： (gt/gμ)2=1.0016 ± 0.0042, • 0.4σ 水平得到验证，参数取自PDG12 • 更精细的t质量扫描将在BESIII上开展 + 0.16 - 0.18 谢谢！ Jianyong Zhang

  19. Measurement methods (II) • Pseudomass technique Based on the kinematics of hadronicτ decays, such as : e+e- t+t- p- p- p+ nt  e+nent, m+nmnt Three Assumptions tmomentum region: neglect, Fit the spectrum, obtain the t mass Jianyong Zhang Large sample, 3 assumptions

  20. Measurement methods Threshold scan method Based on the measurement of cross section around threshold, t mass derived from a fit to the cross section Chose energy points for maximum sensitivity for given amount of luminosity Cross section small, number of events small Beam energy known precisely Jianyong Zhang

  21. t能散: 1469±64±57keV ESpread16 keV Jianyong Zhang

  22. Jianyong Zhang

  23. 正电子 测量的相对误差 实测结果: 3.5510–5 设计指标: 510–5 负电子 测量的相对误差 实测结果: 4.2910–5 设计指标: 510–5 Jianyong Zhang

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