Upload
edan-knight
View
63
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Чармоний 2007 н ов ости эксперимен та. С есси я -конференци я секции ЯФ ОФН РАН «Физика фундаментальных взаимодействий» 27 ноября 2007. Галина Пахлова ИТЭФ. Quarkonium Working Group. http://www.qwg.to.infn.it/. QWG Workshops on Heavy Quarkonium QWG1 : CERN, November 8 to 10, 2002 - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Чармоний 2007 новости эксперимента
Сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН «Физика фундаментальных взаимодействий»
27 ноября 2007
Галина Пахлова 2
Quarkonium Working Group
BES-Belle-CLEO-BaBar Joint workshop on Charm Physics BES November 26-27, 2007, IHEP, Beijing
QWG Workshops on Heavy Quarkonium • QWG1: CERN, November 8 to 10, 2002 • QWG2: Fermilab, September 20 to 22, 2003 • QWG3: Beijing, October 12 to 15, 2004 • QWG Topical Seminar School on Heavy Quarkonia at Accelerators: New Theoretical Tools and Experimental Techniques ITP Beijing, October 8 to 11, 2004 • QWG4: Brookhaven, June 27 to 30, 2006
• QWG5: DESY, 17-20 October 2007
Yellow report on Heavy Quarkonium : CERN-2005-005 , hep-ph/0412158
http://www.qwg.to.infn.it/
Галина Пахлова 3
Физика кваркония и тяжелых адронов (C)Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-залпредседатель Ю.А. Симонов 14.30 А.М. Бадалян (ИТЭФ) Теория тяжелых и тяжело-легких мезонов /теория/ (30 мин)15.05 М.А. Трусов (ИТЭФ) Киральная связь каналов в тяжело-легких мезонах, сдвиги и ширины Ds и Bs /теория/ (15 мин)15.25 С.Н. Морозов (ИТЭФ) Тяжелые и тяжело-легкие мезоны на решетках /теория/ (15 мин)15.45 Г.В. Пахлова (ИТЭФ) Рождение чармония в e+e‾ аннигиляции в процессах с ISR /эксперимент/ (15 мин) председатель А.К. Лиходед16.25 С.И. Эйдельман (ИЯФ СО РАН) Рождение чармония в γγ‑столкновениях /эксперимент/ (15 мин)16.45 Т.В. Углов (ИТЭФ) Парное рождение чармония в е+е‾ аннигиляции /эксперимент/ (15 мин)17.05 А.В. Бережной (НИИЯФ МГУ) Комментарий о внутреннем движении массивных c-кварков в процессе парного рождения чармония в е+е‾ аннигиляции /теория/ (15 мин)17.25 В.В. Брагута (ИФВЭ) Эксклюзивное рождение чармония в жестких процессах /теория/ (15 мин)17.45 Р.Н. Чистов (ИТЭФ) Рождение чармония в распадах В-мезонов /эксперимент/ (15 мин)председатель С.И. Эйдельман18.15 А.В. Нефедьев (ИТЭФ) Гибридные чармонии /теория/ (15 мин)18.35 А.Б. Кайдалов (ИТЭФ) Взаимодействие в конечном состоянии в распадах тяжелых мезонов /теория/ (20 мин)19.00 В.О. Галкин, Р.Н. Фаустов (ВЦ РАН), D.Ebert (Humbolt U., Berlin) Спектры масс тяжелых барионов /теория/ (15 мин)19.20 И.М. Народецкий (ИТЭФ) Странные, очарованные и прелестные барионы /теория/ (15 мин) 19.40 Р.Н. Фаустов (ВЦ РАН) Релятивистское описание тяжелых тетракварков /теория/ (15 мин)
Среда, 28 ноября 2007 г. Конференц-залпредседатель Р.Н. Чистов 14.30 А.А. Соколов (ИФВЭ) Наблюдение распадов Υ(4S,5S) →Υ (nS) π+π– (K+K– ) в эксперименте Belle /эксперимент/ (20 мин)14.55 Ю.А. Симонов (ИТЭФ) Теория дипионных распадов тяжелых кваркониев и сравнение с экспериментом /теория/ (20 мин)15.25 А.М. Сухарев (ИЯФ СО РАН) Измерение вероятности распада ψ' → μ+μ– /эксперимент/ (15 мин)15.45 Е.М. Балдин (ИЯФ СО РАН) Измерение Гee·Br(J/ψ → е+е‾) J/ψ‑мезона /эксперимент/ (15 мин)председатель М.В. Данилов 16.25 К.Ю. Тодышев (ИЯФ СО РАН) Измерение массы и полной ширины ψ(3770)-мезона /эксперимент/ (15 мин)16.45 Д.А. Епифанов (ИЯФ СО РАН) Изучение полулептонных распадов τ‑лептона с детектором Belle /эксперимент/ (15 мин)17.05 Л.К. Гладилин (НИИЯФ МГУ) Изучение возбужденных очарованных и очарованно-странных мезонов в эксперименте ZEUS на ep-коллайдере HERA /эксперимент/ (15 мин)17.25 И.А. Коржавина (НИИЯФ МГУ) Дифракционное фоторождение D*‑мезонов на ep-коллайдере HERA /эксперимент/ (15 мин)17.45 А.О. Полуэктов (ИЯФ СО РАН) Измерение масс D-мезонов /эксперимент/ (15 мин)председатель А.Б. Кайдалов18.15 Ю.С. Калашникова (ИТЭФ), C.Hanhart (FZ Julich, Germany) и др. Резонансы и пороги в спектре чармония /теория/ (20 мин)18.35 Ю.А. Симонов (ИТЭФ) Комментарий о Z+(4430) и взаимодействии кваркония с пионом /каоном/ /теория/ (15 мин)18.55 Общая дискуссия. Ведущие дискуссии С.И.Эйдельман и Ю.А.Симонов: «Мы приглашаем к активному обсуждению проблем в теории и эксперименте, обмену идеями между теоретиками и экспериментаторами о новых задачах в физике тяжелых адронов».
Галина Пахлова 4
Чармоний … связанное состояние cc• Квантовые числа: n, L, S, J• P- и C- четность:
• P=(-1)L+1, C=(-1)L+S
• Не все JPC состояния разрешены• (например 0+-, 0--, 1-+, 2+- запрещены)
Свойства распадов: • Ниже порога рождения открытого чарма разрешены только
электромагнитные или подавленные по s распады• В основном узкие состояния
• Выше порога рождения открытого чарма • В основном широкие состояния
Что нам дает изучение чармония?• Понимание КХД:
• «обычный чармоний» тесты НРКХД, потенциальные модели, …• «новые состояния» экзотические конфигурации сильно-
взаимодействующих частиц
Галина Пахлова 5
Чармоний
Большинство состояний чармония ниже порога рождения открытого чармаобнаружены и объяснены
same JPC as J/ but mostly D wave !
M(M
eV)
JPC
(2S+1)LJ
Increasing L
Incr
easi
ng
n
c
’c
J/
’ c2 c1
c0
hc
Open charm threshold(3770)
(4040)
(4160)
(pot. Models)QWG: hep-ph/0412158
Последние измерения
Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал16.25 С.И. Эйдельман (ИЯФ СО РАН) Рождение чармония в γγ‑столкновениях
Галина Пахлова 6
Многокварковые состояния• Тетракварки [Qq, Q’q’] : дикварк-антидикварк Q = c, q = u, d или s
• Множество состояний • Узкие состояния выше порога рождения открытого чарма
• Гибридные мезоны: QQ’+n gluon • Низшее состояние 1–+ (запрещено для чармония)• Доминирующие распады H→DD**
• Молекулы (Qq’, Q’q) • Меньше состояний, но по-прежнему узкие состояния выше порога рождения
открытого чарма
Поиск таких состояний:• с JPC, запрещенными для чармония• неестественно узких • с зарядом или странностью ≠ 0 очевидное указание на нечто
новое • заряженное [Qu Q’d’], странное [Qd Q’s’] , и заряженное, и странное [Qu Q’s’]
Чармониеподобные состояния
Галина Пахлова 7
Измерение квантовых чиселКвантовые числа могут быть зафиксированы при рождении чармония или чармониеподобного состояния: • В процессах с излучением в начальном состоянии (ISR) чармоний
рождается только с квантовыми числами фотона (JPC=1- -) При рождении в получаются только C=+, J=0,2• При парном рождение чармония e+e- *Xcc
1Xcc2
• Только, если квантовые числа пары вместе позволяют получить 1- -
• В распадах B-мезонов: • в общем случае без ограничений на квантовые числа
• Угловой анализ распадов B-мезонов в принципе позволяет измерить квантовые числа
...или при его распаде:• Правила отбора
• Сохранение J• Сохранение P, C в сильных и э.м. распадах
• Угловые распределения продуктов распада зависят от JP
Галина Пахлова 8
e+e- → сharmonium CLEO-c BES-II
• L~1033/cm2/s• E=3.0 ─ 4.8 GeV
e+e- → Y(4S) BaBar Belle CLEO • L~1034/cm2/s• Чармоний в распадах B мезонов, ISR, парное и рождение
pp colliders CDF D0
• Большое сечение• Огромный фон
Эсперименты
3M (2S), 1.8 M (3770) 58M J/, 14M (2S)
383M Y(4S) 657M Y(4S) 1.5M Y(1S),1.9M Y(2S),1.7M Y(3S), 9M Y(4S)
800pb-1 1.3 fb-1
Рождение & Спектроскопия
Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал15.45 Г.В. Пахлова (ИТЭФ) Рождение чармония в e+e‾ аннигиляции в процессах с ISR
Галина Пахлова 10
Y(4260)
PDG 2006
Измерения R вблизи порога открытого чарма
• Истории широких состояний ψ (3770), ψ (4040), ψ (4160), ψ (4415) более 25 лет...• Даже M, , ee измерены недостаточно точно
• Инклюзивные измерения • общие конечные состояния D(s)
(*)D(s)(*)
• влияние открывающися порогов СЕГОДНЯ наблюдается возрождение интереса эксперимента и теории, в частности, благодаря обнаружению X(3872), Y(4260) …
Много новых результатов
Галина Пахлова 11
• Впервые учли интерференцию•вопрос только правильно ли?
• Существенное различие результатов с учетом/без учета интерференции!• Зависимость результатов от модели и подгонки
Resonance shapes Interference term
Rres=RBW+Rint
arXiv:0705.4500
BES II: обновленные параметры состояний чармония 1--
Resonance parameters
Галина Пахлова 12
D*+D*-
D+D*-
550/fb
(4040)
(4415)
Phys. Rev. Lett. 98, 092001 (2007)
(4160)
Y(4260)
Charged D(*)D*
½ from CLEOc
DD*
D*D*
PRELIMINARY
(4160)
Y(4260)
(4040)
CHARM 2007
• Систематические ошибки ≈ статистическим• Отправлено в Durham database
Первые эксклюзивные измерения сечения e+e–D*D(*) c ISR
Y(4260) сигнал?• DD* : незначительный намек• D*D* : отчетливый минимим !
• аналогичный в инклюзивном R• Ds
*Ds*, (DD(**)) или интерференция с
ψ(nS)?
Галина Пахлова 13
σ(ee D+D−)/σ(ee D0D0) = 0.720.160.06
at MDD≈M(3770) согласуется с BES/CLEOc
(4040)
(4160)
(4415)
670 fb-1(3770)
Широкая структура вблизи 3.9 ГэВ
«качественно согласуется» ???
с coupled-channel model Phys. Rev. D21, 203 (1980)
(e+e– DD) с ISR
(4040)
(4160)
DD
PRELIMINARY
Charm 2007
D0D0D+D–
arXiv:0710.1371
arXiv:0708.0082
Галина Пахлова 14Первое измерение эксклюзивного распада (4415) ! Br((4415) D(D)non D2(2460))/Br((4415) DD*
2(2460))<0.22
M = 4411± 7 MeVtot = 77±20 MeV
Nev= 109± 25
Согласуется с BES, hep-ex/0705.4500,
PDG06, Barnes at.al Phys. Rev. D72, 054026 (2005)
M(D0+) vs M(D–+) из (4415) Отчетливый сигнал D*
2(2460)
Положительная интерференция Вклад «не D*
2(2460)» мал
DD non DD*2(2460)
DD*2(2460)
~10σ
670 fb-1
arXiv:0708.3313, to appear in PRL
σ(e+e-(4415))×Br((4415)DD*2(2460))×Br(D*
2(2460) D)=(0.74±0.17±0.07)nb
Резонансная структура (4415)DD
Галина Пахлова 15
Contributions to the inclusive cross-section at 3.7-5GeV
D*D*
DD*
Phys. Rev. Lett. 98, 092001 (2007)
uds-continuum
+ +
=
Измеренные конечные состояния практически полностью насыщают инклюзивное сечениеЕще …. Ds
(*)Ds(*), D(*)D(*) π , Λc Λc ...
2
DDNEW
arXiv:0708.0082submitted to PRD(RC)
DDπNEW
arXiv:0708.3313, to appear in PRL
Anything else?
2
Галина Пахлова 16
Cleo-с: сравнение с updated Eichten et al.
PRELIMIN
ARYPRELIMIN
ARY
Новые результаты Cleo-c • Инклюзивное сечение,
поправленное на ISR
R = Ruds+Rcharm
Ruds=2.29 0.03
Все еще “разумное качественное согласие” ???
Прибавление в семействе 1--
«Четыре черненьких чумазеньких чертенка чертили черными чернилами чертеж ...»
Y(4
360)
Y(4
260)
Y(4
660)
Y(4008)
Галина Пахлова 18
Из истории новых состояний e+e- YISR
Подтвердили + J/00: CLEO PRD74, 091104 (2006)CLEO-c PRL 96, 162003 (2006)
Еще один Y(4350) !PRL 98, 212001 (2007)
Y(4350)(2S)
(2S)
ПЕРВЫЙ Y(4260) PRL 95, 142001 (2005)
Y(4260)J/
Галина Пахлова 19
Что это? Нерезонансный J/ Перерассеяние ee D(*)D(*) J/Новое широкое состояние• Проверка влияния интерференции
Y(4260) и не-Y:• Подгонка: 2 коггерентных BW• Два решения: конструктивная и
деструктивная интерференция
• BW+ полином:• параметры Y(4260) согласуются с BaBar
• 2-BW с учетом интерференции• лучше описывает данные • параметры Y(4260) отличаются• неопределенность в пиковом сечении
550 fb-1
e+e– J/ +– via ISR
PRL 99, 182004 (2007)
New
Галина Пахлова 20
e+e– (2S)+– via ISRсечениеY(4360)
согласуется с BaBar
Y(4660) NEW 5.8
670 fb-1
arXiv:0707.3699 to appear in PRL
Галина Пахлова 21
e+e–J/+– & e+e– (2S) +–
Положение пиков M(J/) & M((2S)) значительно отличаются
Что скажет теория ?• даже первое
состояние Y(4260) не понято до сих пор
Галина Пахлова 22
Не согласуются с предсказаниями потенциальных моделей ...
Может быть Y(4260) тетракварк
распадающийся в J/f0
или гибрид с g
4008
426043604660
Наблюдается только в (2S)
Почему не ψ(4040)?
M(M
eV)
JPC
(2S+1)LJ
J/
(2S)Open charm threshold (3770)
(4040)
(4160)
(pot. Models)
1-- 1--
(4415)
Куда «пристроить» четыре новых Y из семейства 1-- ?
Галина Пахлова 23
Август 2007
X, Y, Z и все 3940
Галина Пахлова 25
ZDD
PRL 96, 082003 (2006)
Удивительное семейство 3940
Observed in JPC (?) M (MeV) (MeV)
X e+e-J/X (XDD*) 0–+,1++ 3943±8 <52
Y BYK (YJ/ 1++,… 3943±17 87±34
Z Z (ZDD) 2++ (!) 3929±5 29±10
XDD*
PRL 98, 082001 (2007)
YJ/
PRL 94, 182002 (2005)
Галина Пахлова 26
BaBar подтвердил Y(3940) (BKJ/
Сохранение изоспина
Измерение Belle BYK, YJ/ наконец подтверждено !!!
BR (BYK) ~10-5 согласуется с Belle
однако ...
масса на ~30MeV меньше ширина существенно меньше
BYK
B0YKS
B0/B
preliminary
M(J/) (GeV)
LP 2007
350 fb-1
Галина Пахлова 27
«Обычные» состояния чармония ?M
(MeV
)
JPC
(2S+1)LJ
Open charm thr. (3770)
c1
(pot. Models)
c2
c0’c
c
X
ZY
Плохо согласуются с предсказаниями
X≠Y почему нет Yopen charm• Гибрид?
Новое состояние в парном рождении чармония
Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал16.45 Т.В. Углов (ИТЭФ) Парное рождение чармония в е+е‾ аннигиляции
Галина Пахлова 29
Поиск чармония в отдаче к J/
ηс с0
X(3940)ηc’
Четвертый пик X(3940)• M ~ 3.94 ГэВ• = 3926 МэВ (<52 МэВ)• значимость ~ 5
Подгонка: 4 BW + полином + пороговая функция с порогом на массе 2MD
450fb-1
Для двухчастичного процесса масса частицы или комбинации, рожденных совместно с восстановленной:
Mотдачи=√(Eсцм-EJ/)2-PJ/2
Phys. Rev. Lett. 98, 082001 (2007)
Галина Пахлова 30
Новое исследование e+e− J/ D(*)D(*)
Phys. Rev. Lett. 98, 082001 (2007)
693fb-1D*
D*πD*
D
D
arXiv:0708.3812
Все сигналы > 5
Метод впервые использован Belle Восстанавливаем J/ и один из двух D (or D*) Невосстановленный D(*) дает пик в Mrecoil (J/ D(*))D и D* в отдаче относительно восстановленной пары J/ D(*) надежно разделены (~2.5)Одновременная подгонка сигнала D и D-sidebands позволяет фиксировать фон
Галина Пахлова 31
e+e–J/DD
Тагируем невосстановленный D: • |Mrecoil (J/ D) - M D | < 70MeV
Refit Mrecoil (J/ D) M D :
• уменьшает разрешение M DD ~10 раз
Широкий пик вблизи MDD не согласуется с нерезонансным рождением DD в процессе
e+e− J/ DD параметры пика имеют большую
систематическую ошибку подгонки
D D
3.8
D
Галина Пахлова 32
D*-reconstructed D-tag
X(3940)
cross check3.8
X(3940)
D reconstructed D*tag
6.0
ee J/ DD reflection
M = 3942 ±6 MeV
tot =37 ±12 MeV
Nev= 52 ±11
+7-6
+26 - 15+24 - 16
X(3940)DD* подтвержден на новых данных
M и согласуются с опубликованными результатами
e+e– J/DD* и D*D D*
D
Галина Пахлова 33
M=(4156 15)MeV/c2
=(139 21)MeV
+25−20
+111 −61
Широкий отчетливый пик на пороге Найдено новое состояние
X(4160) )(C = +1) ≠ ψ(4160) (C = –1)
в моде распада D*D*
e+e− J/ D*D*
5.5 X(4160)
D*reconstructed D*tag
Еще одно новое состояние, требующее объяснения...
JPС=0− + (c (4S)) не исключено
D*
Борновское сечение измеренных состояний сравнимо с остальными сечениями парного рождения
X(3872)
Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал17.45 Р.Н. Чистов (ИТЭФ) Рождение чармония в распадах В-мезонов
Галина Пахлова 35
Что мы знаем о X(3872)Впервые найдено: B →X(3872)K , X →J/ • PRL 91, 262001 (2003) by BELLE
Рождение• На B фабриках только в распадах B мезонов• Прямое рождение на Тэватроне • Не найден в γγ• Не найден в e+e– (ISR)
Распады• J/ = J/(нарушение изоспина!!!)• BF(X→J/BF(X →J/• X →J/ ( очень мал!!! но виден!!!!)
• C=+1М(X) = (3871.40.6) МэВ PDG2007
• близка к MD*0+MD0 = (3871.810.36) МэВWidth<2.3 МэВ 90%CL PDG2007
Квантовые числа• Угловой анализ: JPC = 1++ или 2─ + (CDF 2006)• Угловой анализ в распадах B мезонов: JPC = 1++ (Belle 2005) J>2 не
проверялись
B (X J/ )
B (X J/ )0.190.07
Галина Пахлова 36
M(M
eV)
JPC
(2S+1)LJ
Increasing L
Incr
easi
ng
n
c
’c
J/
’ c2 c1
c0
hc
Open charm threshold(3770)
(4040)
(4160)
(pot. Models)QWG: hep-ph/0412158
X(3872)?
• Не согласуется с предсказанными состояниями!
• состояние с массой выше порога рождения DD: должно быть широким, однако оно узкое • распадается в конечное состояние J/, подавленное для чармония
Может быть это ...DD* молекула• масса на пороге • предпочитает DD* распадам J/ , а затем J/
Тетракварк• объясняет малую ширину• предсказывает 4 состояния: 2 заряженных и 2 нейтральных
• важно найти заряженное!!!
Загадочный X(3872)
Галина Пахлова 37
B±XK± B0XKS 6.5(first obs.)
Belle-CONF-0711
Новые измерения массы X(3872) и BR в распадах B→XK, X→J/
MX = M(X from B±) ─ M(X from B0) = (0.22±0.90±0.27)MeV/c2
•нет расщепления масс, предсказанного для тетракварков •Br(B0→X(3872)K0)/Br(B±→X(3872)K±) = 0.94±0.24±0.10• заряженные и нейтральные B мезоны распадаются в X(3872) со сравнимыми BR, некоторые молекулярные модели предсказывают 1/10!
X(3872)дублет тетракварков?
cdc dXd =
cuc uXu =
Галина Пахлова 38
X(3875) в распадах D0D0
Belle: B XK , XD0D00 PRL 97, 162002 (2006)
BaBar: подтвердил в B+& B0 D0D*0K BABAR-PUB-07/049
Прекрасное согласие Belle/BaBaR, но ... 4 от M(J/ψ
Галина Пахлова 39
Масса X(3872)
ДВА СОСТОЯНИЯ?
X(3872) & X(3875) ?И
скл
юч
ено
из
уср
едн
ени
я
Масса X в распадах
X→J/ и X → DD(*)
отличается на ~ 4
Галина Пахлова 40
Август 2007
Z+(4430)
Первое заряженное экзотическое состояние
со «скрытым очарованием»
Галина Пахлова 42
Найден (2S)резонанс в BKS
(2S) ℓ+ℓ–; J/
M = (4433±4) MeV= (44+17
-13) MeV
arXiv:0708.1790
7.3
K*(890) & K*(1430) исключены
(2S))
548 fb-1
M2 (
(2S
)),
(G
eV2 )
M2(K), (GeV2 )K*(890)K+-
K*(1430)K+-
???
Dalitz Plot, Selected events
Галина Пахлова 43
• Для отражения слишком узкий • Для проверки отдельные каналы распадов J/ψ(ψ’)
•BF и массы согласуются для B± и B0 в пределах ошибок• в распадах B± M=(4430±9) MeV • BF±/BF0=1.0±0.4
Первое заряженное состояние Z+(4430)!
BF(BKZ)xBF(Z(2S))=(4.1±1.0±1.3) 10-5
• Первое заряженное экзотическое состояние со «скрытым очарованием»• Тетракварк или мезонная молекула?• Для определения JPC необходимо больше данных
Первый безрезультатный поискBX+K, X+J/0
PRD 71, 031501 (2005)
Галина Пахлова 44
D.V. Bugg “ The Z+(4430) ... is explained naturally as a threshold cusp in the D*(2010)D1(2420) system.” Jonathan L. Rosner“...the mass of this structure ...is not far from the threshold for production of D*D1(2420). A proposed mechanism for production of this state is suggested...”
Gui-Jun Ding“ The difference between Z(4430) as a D*D1molecule and a tetraquark state and how to distinguish between them are discussed... if Z(4430) is a D*D1 molecule state, there should be a B*B1 bound state as well, and it mass is about 11048.6 MeV. “
S. S. Gershtein, A. K. Likhoded, G. P. Pronko“We discuss exotic states X(3872) and Z+(4430) ... The QCD-string based explanation is suggested.”
L. Maiani, A.D. Polosa, V. Riquer“We identify the newly found Z(4433) with the first radial excitation of the tetraquark basic supermultiplet to which X(3872) and X(3876) belong...”
Эпилог
Галина Пахлова 46
e+
e– cc
Theory
Belle
BE
S
Cleo
BaB
artetraquark
hyb
rid
mol
ecu
le