Измерение сечения процесса e+e- → ηπ+π- в области энергии √s = 1.04 - 1.38 ГэВ с детектором СНД на коллайдере ВЭПП-2М тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.16, кандидат физико-математических наук Штоль, Дмитрий Александрович

• Штоль, Дмитрий Александрович
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Штоль, Дмитрий Александрович

Введение

Глава 1. Ускорительный комплекс ВЭПП-2М

Глава 2. Детектор СНД

2.1. Трековая система

2.2. Калориметр

2.3. Мюонная система

2.4. Эксперименты с детектором СНД.

2.5. Модернизация детектора СНД.

Глава 3. Изучение процесса е+е~~ —> г)7Т+7г~

3.1. Используемые экспериментальные данные

3.2. Условия отбора

3.3. Кинематическая реконструкция

3.4. Фоновые процессы.

3.4.1. Сравнение фона в эксперименте и моделировании

3.5. Измерение видимого сечения.

3.5.1. Моделирование детектора

3.5.2. Описание формы спектра.

3.5.3. Измерение числа экспериментальных событий.

3.5.4. Эффективность

3.5.5. Видимое сечение.

3.6. Борновское сечение

3.7. Анализ систематических погрешностей.

3.7.1. Систематические погрешности, связанные с неточностями моделирования.

3.7.2. Погрешность, связанная с отбором по углам вылета фотонов.

3.7.3. Погрешность измерения светимости.

3.7.4. Погрешность аппроксимации борновского сечения

3.7.5. Результаты анализа систематических погрешностей . . 54 3.8. Обсуждение результатов

Глава 4. Мюонная система.

4.1. Устройство мюонной системы

4.2. Модернизация мюонной системы

4.3. Принцип действия пропорциональных камер.

4.4. Измерения на прототипе .;.

4.4.1. Измерения счетных характеристик

4.4.2. Измерение временных спектров

Заключение диссертации по теме «Физика атомного ядра и элементарных частиц», Штоль, Дмитрий Александрович

4.7. Заключение

В ходе выполнения работы достигнуты следующие результаты:

1. В эксперименте с детектором СНД на ВЭПП-2М измерено сечение процесса е+е~ —»т]7т+тт~ в области >/£ =1.04 ГэВ 4-1.38 ГэВ.

2. Проведено сравнение результатов данной работы с результатами предыдущих работ. Полученные результаты согласуются с результатами предыдущих измерений, при этом имеют лучшую статистическую точность.

3. Мюонная система на основе пропорциональных счетчиков разработана, собрана и успешно работает.

Сечение процесса е+е~ —» г)7г+тг~ в начале исследуемой области энергий (1.04 ГэВ) статистически неотличимо от нуля. В конце иследуемой области (1.38 ГэВ) оно достигает 1.27 нб. Сечение возрастает монотонно, что обусловлено доминирующим вкладом резонанса р(1450). Также значимым является вклад р{770). Значимый вклад резонанса р(1700) по измерениям на ВЭПП-2М не был обнаружен — измеренная зависимость сечения от энергии аппроксимируется теоретической моделью при вкладе р(1700) принятом равным нулю.

Аппроксимация измеренного сечения теоретической зависимостью показала, что выбранная модель удовлетворительно описывает сечение процесса. Совместная аппроксимация с данными ВаВаг также показала, что результаты СНД и ВаВаг могут быть удовлетворительно описаны теоретической моделью с общими параметрами и, следовательно, согласуются.

Статистическая точность данных СНД во всем диапазоне выше, чем в предыдущих экспериментах. КМД2 проводил измерения в области 1.28 —

1.38 ГэВ, BaBar — во всей изучаемой области и выше нее. Данные СНД совместимы с данными ВаВаг и КМД2.

В дальнейшем планируется провести измерение сечения процесса е+е~ —»• т]7Г+7т~ на ВЭПП-2000 в области до 2 ГэВ с существенно (на порядок) большей статистикой. Ожидается, что удастся получить новые данные по спектроскопии возбужденных состояний р-мезона.

Мюонная система детектора СНД функционировала в заходах 2009-2010 гг без серьезных неисправностей. Время дрейфа электронов лежит в пределах 600 не и является допустимым. Ширина плато счетной характеристики составляет около 200 В, что обеспечивает стабильную работу системы при возможных колебаниях высокого напряжения.

Загрузки модулей (по сигналам быстрого ИЛИ трубок модуля) находятся в пределах 250-280 Гц (для торцевых модулей - в пределах 400 Гц). Опыт работы системы позволяет рассчитывать, что она сможет проработать в течение всего планируемого эксперимента (порядка 10 лет) без замены трубок.

В заключение я хочу выразить благодарность моим научным руководителям за помощь в работе над диссертацией. Также благодарю всех коллег по работе, особенно А.А Сироткина, A.B. Чегодаева, A.A. Короля, Д.А. Букина. Отдельную благодарность я выражаю коллективу ВЭПП-2М и лично Ю.М. Шатунову и И.А. Коопу, а также руководству Института ядерной физики за то, что сделали возможным проведение данной работы.