Измерение сечения процесса e+e- → ωπ° → π°π°γ в области энергии от 1.05 до 2.00 ГэВ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

На правах рукописи

КАРДАПОЛЬЦЕВ Леонид Васильевич

ИЗМЕРЕНИЕ СЕЧЕНИЯ ПРОЦЕССА е+ е" -> со 71° -> 7С° 7С° у В ОБЛАСТИ ЭНЕРГИИ ОТ 1.05 ДО 2.00 ГэВ

01.04.16 — физика атомного ядра и элементарных частиц

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

2 8 НОЯ 2013

НОВОСИБИРСК - 2013

005541026

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

ДРУЖИНИН - доктор физико-математических наук,

Владимир Прокопьевич Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, г. Новосибирск.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

СОЛОДОВ - доктор физико-математических наук,

Евгений Петрович Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, г. Новосибирск, главный научный сотрудник, доктор физико-математических наук, Лаборатория теоретической физики им. H.H. Боголюбова Объединенного института ядерных исследований, г. Дубна, Московская обл., заместитель директора лаборатории. Федеральное государственное бюджетное учреждение «ГНЦ РФ Институт теоретической и экспериментальной физики», г. Москва.

АРБУЗОВ Андрей Борисович

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

Защита диссертации состоится « 2-У » . _2013 г.

в « \V.QO » часов на заседании диссертационного совета Д003.016.02 Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН. Адрес: 630090, г. Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева, 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН.

Автореферат разослан «2/ » _2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета _

доктор физ.-мат. наук, профессор 1 B.C. Фадин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

С 2010 года в ИЯФ СО РАН начались эксперименты на е+е~ кол-лайдере ВЭПП-2000, имеющем максимальную энергию в системе центра масс 2 ГэВ.

Важными направлениями исследований на ВЭПП-2000 являются измерение сечения е+е~ аннигиляции в адроны и изучение возбужденных состояний векторных мезонов, рождающихся в диапазоне энергии 1 — 2 ГэВ. Изучение процесса

е+е~ слг° 7г°7г°7 (1)

на данных с ВЭПП-2000, которому посвящена данная работа, представляется очень актуальным для этих направлений исследований.

Процесс е+е~ -> илг° — один из доминирующих процессов е+е~ аннигиляции в адроны в области энергии в системе центра масс Е — 1 — 2 ГэВ. Поскольку при энергии около 1.5 ГэВ главный вклад в его сечение дает распад р(1450)-мезона на олг°, он является ключевым для определения параметров резонанса р(1450).

Кроме того, в диапазоне энергии Е = 1.4 - 2.0 ГэВ сечение процесса е+е~ Ш7Г° 7г°7г°7 не было измерено. Его прецизионное измерение поможет улучшить точность вычисления адронного вклада в поляризацию вакуума в диапазоне энергии 1.4 - 2.0 ГэВ. Этот вклад необходимо учитывать при расчете аномального магнитного момента мюона ам и значения бегущей константы электромагнитного взаимодействия на массе ^-бозона.

Данные по сечению процесса е+е~ -> илг° могут быть использованы для проверки гипотезы о сохранении векторного тока. Эта теоретическая идея впервые была сформулирована У. Б. Тва! в 1971 году и затем подтверждена Н. В. ТЬаскег и 3. 3. Бакишь Гипотеза позволяет связать спектральную функцию ^(д2) распада г лептона т Ь.±ут с сечением е+е~ гДе ~ система адронов с квадратом инвариантной массы

д2, имеющая с квантовые числа Iе — 1+ и 3РС — 1—.

При помощи данных, набранных с детектором СНД, планируется провести поиск электрических дипольных распадов векторных мезонов р(1450) и р(1700). Их изучение важно для понимания кварковой структуры этих резонансов. Измерение ширин радиационных переходов является является очень чувствительным способом исследования

кварковой структуры. Так, для пары дд в состоянии 25 доминирующими каналами распада являются /2(1270)7 и /1(1286)7, а для состояния 1£) _ (1285)7 и /о(1350)7. Поиск электрических дипольных переходов в состояния /2(1270) и /0(1350) удобно вести в конечном состоянии 7Г°7Г°7. Главным фоновым процессом для этих переходов является процесс е+е~ -> илт° -> 7г°7г°7. Таким образом, прецизионное измерение сечения процесса е+е- -> является первым шагом в изучении электрических дипольных распадов р(1450) и р(1700).

Методическая часть работы посвящена разработке генератора первичных событий методом Монте-Карло для процессов е+е~ -» 7Г+7Г-, е+е- 7Г+7Г-7Г0, е+е~ -> 7Г+7Г-7Г07Г0, е+е- -)■ тг+тг-тг+тг-, е+е~ тг07г°7, е+е- ШГ] _>. тг+7г_7г0г?, е+е~ -><£??-> 7г+7г-7г°77- При обработке экспериментальных данных для измерения сечений и исследования фоновых условий требуется моделирование всех возможных процессов е+е~ аннигиляции, происходящих в исследуемом интервале энергии. В области энергии выше 1.2 ГэВ, где рождаются возбужденные состояния векторных мезонов р, и ф, число возможных адронных конечных состояний исчисляется десятками. Динамика большинства этих процессов исследована слабо. Для некоторых процессов экспериментальная информация отсутствует вообще. В связи с этим и возникла необходимость разработать генератор событий, позволяющий легко менять физическую модель процесса, а также добавлять новые процессы.

Цель работы состояла в разработке методики выделения событий процесса е+е- -» илт° —> 7г°7г°7 и измерении сечения этого процесса в области энергии 1.05 - 2.00 ГэВ. Целью работы также была разработка генератора первичных событий методом Монте-Карло для наиболее существенных в области ВЭПП-2000 процессов е+е- аннигиляции в конечные адронные состояния.

Личный вклад автора

Изложенные в работе результаты получены автором лично или при его определяющем вкладе.

Научная новизна работы

В эксперименте с детектором СНД на ВЭПП-2000 измерено сечение процесса е+е~ —> —» 7г°7г°7 в области энергии в системе центра масс от 1.05 ГэВ до 2.00 ГэВ. При энергии ниже 1.4 ГэВ полученные данные

хорошо согласуются предыдущими измерениями на детекторах СНД и КМД-2. В области энергии выше 1.4 ГэВ наши данные являются наиболее точным измерением сечения е+е~ —)- и)тг° и первым измерением этого сечения в конечном состоянии 7Г°7Г°7.

Научная и практическая ценность работы

• Полученные данные по сечению е+е~ —> сил0 используются для определения параметров резонансов р(1450) и р(1700).

• Так как в диапазоне энергии £=1.4-2.0 ГэВ сечение процесса е+е~ —> илг° было известно с плохой точностью, полученные новые данные позволят улучшить точность вычисления адронного вклада в поляризацию вакуума.

• Данные по сечению процесса е+е~ —илт° используются для проверки гипотезы о сохранении векторного тока.

• Процесс е+е~ —> илт° —> 7г0л0у является основным фоновым процессом для ряда редких радиационных процессов, например,

—> /2 (1270)"/. Прецизионное измерение сечения процесса е+е~ —> Ш7Г° является первым шагом в изучении этих процессов.

• Разработанный генератор первичных событий активно использует-

■ ся при обработке данных, накопленных детектором СНД на ВЭПП-

2000.

На защиту выносятся следующие положения:

• В эксперименте с детектором СНД на ВЭПП-2000 измерено сечение процесса е+е~ —^ и>тт° —> 7г°7г°7 в области энергии в системе центра масс от 1.05 ГэВ до 2.00 ГэВ.

• По измеренному сечению был вычислен переходной формфактор

7* -» ш7г°.

• С использованием гипотезы сохранения векторного тока было проведено сравнение наших данных по сечению процесса е+е~ —>■ штг° с данными по распаду т~ —>

• Разработан генератор первичных событий методом Монте-Карло для наиболее существенных в области ВЭПП-2000 процессов е+е~ аннигиляции в адронные конечные состояния!

Апробация диссертации

Материалы диссертации докладывались на Международном симпозиуме Меэоп^ (Краков, Польша) в 2012 г., на Экспериментальном семинаре ИЯФ и опубликованы в научных журналах и препринтах ИЯФ.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Объем работы 100 страниц. Диссертация содержит 36 рисунков и 4 таблицы. Список литературы содержит 61 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы исследования, описана цель работы и возможные области применения результатов. Также дан краткий обзор предыдущих экспериментов.

Первая глава посвящена описанию экспериментальной установки, на которой было измерено сечение процесса е+е~ (¿ж0 -» тг07Г°7. В этой главе описано устройство ускорительного комплекса ВЭПП-2000 и детектора СНД, приведены основные параметры коллайдера и характеристики различных систем детектора.

СНД является универсальным немагнитным детектором, предназначенным для экспериментов на е+е~ коллайдере ВЭПП-2000. Общий вид детектора приведен на рис. 1. Пучки электронов и позитронов сталкиваются внутри вакуумной камеры диаметром 40 мм, сделанной из бериллия. Вакуумная камера окружена трековой системой, состоящей из девятислойной дрейфовой камеры и пропорциональной камеры, расположенных в общем газовом объеме. Телесный угол, перекрываемый трековой системой, составляет 94% от 4тг.

Вокруг трековой системы располагается система пороговых аэроге-левых черенковских счетчиков, которая предназначена для выделения К-мезонов.

Основной частью детектора СНД является трехслойный электромагнитный калориметр, состоящий из 1630 кристаллов Ыа1(Т1). Полная толщина калориметра для частиц, летящих из центра, составляет 34.7 см или 13.4 радиационных длин. Полный телесный угол калориметра составляет 90% от 47г. Калориметр позволяет измерять энергии и углы вылета

Рис. 1. Схема детектора СНД (сечение вдоль оси пучков): 1 - вакуумная камера, 2 - трековая система, 3 - аэрогелевые черенковские счетчики, 4 - кристаллы Ка1(Т1), 5 - вакуумные фототриоды, 6 - поглотитель, 7 -пропорциональные трубки, 8 — железный фильтр, 9 - сцинтилляционные счетчики, 10 - фокусирующие соленоиды ВЭПП-2000.

фотонов, энергии электронов и обеспечивает высокую чувствительность детектора к событиям с нейтральными частицами в конечном состоянии.

Снаружи калориметра находится железный поглотитель толщиной 12 см, за которым следует мюонная система, состоящая из двух слоев пропорциональных трубок, железного фильтра толщиной 1 см и пластиковых сцинтилляционных счетчиков. Она предназначена для идентификации мюонов при энергии больше 450 МэВ и подавления фона от космических частиц.

Вторая глава посвящена генератору первичных событий методом Монте-Карло для наиболее существенных в области ВЭПП-2000 процессов е+е~ аннигиляции в адронные конечные состояния.

При обработке экспериментальных данных для измерения сечений и исследования фоновых условий требуется моделирование всех возможных процессов е+е~ аннигиляции, происходящих в исследуемом интервале энергии. В области энергии выше 1.2 ГэВ, где рождаются возбужденные состояния векторных мезонов р, и> и ф, число возможных адрон-ных конечных состояний исчисляется десятками. Динамика большинства этих процессов исследована слабо. Для некоторых процессов экспериментальная информация отсутствует вообще. Поэтому для моделирования процессов е+е~ аннигиляции в этой области хотелось бы иметь генератор событий, позволяющий легко менять физическую модель процесса, | а также добавлять новые процессы.

Такой подход был реализован в генераторах EVA и PHOKHARA, предназначенных для моделирования рождения адронов в процессах с радиационным возвратом е+е~ -> Ху, в которых фотон излучается начальным позитроном или электроном. В генераторе PHOKHARA леп-тонная (е+е~ -» 77*) и адронная (7* hadrons) части матричного элемента описываются в виде соответствующих тензоров, свертка которых осуществляется внутри программы. Такой подход удобен потому, что ад-ронный тензор выглядит, как правило, гораздо проще, чем его свертка с лептонным тензором. Это существенно упрощает программирование, позволяет легко модифицировать физическую модель процесса, легко добавлять новые процессы.

В данной работе подход, разработанный для генератора PHOKHARA, был применен к моделированию процессов е+е~-аннигиляции в адро-ны. В настоящее время в программу моделирования включены процессы рождения следующих конечных состояний: 7г+7г~, тг+7г~7г°, 7г+7г~7г°7г°, 7Г+7Г-7Г+7Г-1 7Г°7Г°7 и 7Г+7Г~7Г°Г/. При написании программы особое внимание уделялось прозрачности кода для описания физической модели и возможности легко ее модифицировать.

Третья глава посвящена анализу процесса е+е~ -> ипт° —> тг°7г 7 в области энергии 1.05-2.0 ГэВ. В анализе использовались данные, набранные с детектором СНД на ВЭПП-2000 в 2010 и 2011 годах.

Для нормировки (определения светимости) в данной работе использован процесс е+е~ —>■ 77, который, так же как и изучаемый процесс, не содержит заряженных частиц в конечном состоянии. Условия отбора событий процесса е+е~ 77 были выбраны так, чтобы в результате нормировки сокращались систематические неопределенности за счет наложений на события фоновых заряженных треков и за счет неточностей моделирования триггера. Измеренная таким образом интегральная светимость составила 24.6 пб-1. Систематическая погрешность измерения светимости составила 2%.

Для выделения событий изучаемого процесса е+е~ Ш7Г° 7г°7г°7 были использованы следующие условия отбора:

• найдены пять или более фотонов и ни одной заряженной частицы;

• число сработавших проволочек в дрейфовой камере меньше либо равно пяти; .

• xí-r < 30 для Е < 1.7 ГэВ и Хь-у < 15 для Е> 1.7 ГэВ;

• xlo^ - xlr <

Рис. 2. Распределение по инвариантной массе т^Оу для отобранных экспериментальных событий (точки с ошибками). Слева показано распределение для событий с Е < 1.7 ГэВ, справа для событий с Е > 1.7 ГэВ. Кривая - результат аппроксимации, описанной в тексте. Пунктирная линия показывает вклад фона.

• инвариантная масса хотя бы одной из двух комбинаций 7Г°7 удовлетворяет условию |mïïo7 — тш\ < 200 МэВ, где ти — табличное значение массы w-мезона.

Здесь xîj и Х^°7г°-у ~~ значения функции х2> полученные в результате процедуры кинематической реконструкции событий, которая проверяет совместимость кинематики зарегистрированного события с кинематикой процессов е+е~ —> 5"/ и е+е~ —> 7Г°7Г°7 соответственно.

После применения описанных выше условий было отобрано 7899 событий с Е < 1.7 ГэВ и 331 событие с Е > 1.7 ГэВ. На рис. 2 показаны распределения по инвариантной массе системы 7Г°7, полученные для этих интервалов по энергии. Пик от и> мезона хорошо виден в обоих распределениях. Так как при заполнении гистограммы использовались обе комбинации 7Г°7 в событии, нерезонансная часть распределения также определяется в основном событиями изучаемого процесса.

Источниками фона являются электродинамические процессы е+е~ —> З7, 47, 67 и процессы с адронами е+е~ —> 777 и е+е~ —» аж°7Г°. Кроме того возможен вклад от процессов е+е~ —> -7г°7г°7 с промежуточными состояниями отличными от Ш7Г°. Наиболее важными среди них представляются р°7г°, /27 и /о7. Распределение по инвариантной массе для событий про-

цессов КЭД, 777, /27 и /07 является плоским и с достаточной точностью может быть описано линейной функцией. Этот фон легко отделяется от сигнала при аппроксимации спектра масс 7Г°-у. Распределение по т7Го7 для событий процесса е+е~ —» Ш7г°тг° имеет более сложную форму и не описывается линейной функцией. Фон от этого процесса существенен в диапазоне энергии Е — 1.7 — 1.9 ГэВ, где не превышает 6% от числа событий изучаемого процесса. Этот фон учитывался при аппроксимации спектра масс 7г°7 для точек с энергией Е >1.7 ГэВ.

Расчетное сечение процесса е+е~ —> р°ж0 —> 7Г°7Г°7 пренебрежимо мало по сравнению с сечением изучаемого процесса. Несмотря на это вклад процесса е+е~ —> ртт° должен учитываться из-за его интерференции с изучаемым процессом, причем спектр масс для интерференционного члена практически не отличим от спектра масс для состояния штг°. Поскольку фаза между амплитудами для конечных состояний р1г° и Ш7Г° неизвестна, вычислялся максимальный сдвиг величины сечения е+е~~ —> илг° —» 7г°7г°7 при добавлении промежуточного состояния р7г°, который был использован в качестве оценки систематической неопределенности из-за интерференции с промежуточным состоянием р°тт°. Систематическая неопределенность составила не более 2% при Е < 1.6 ГэВ, и 3.4-8.0% при Е > 1.6 ГэВ.

Для того, чтобы определить число событий изучаемого процесса (Л^), распределение по инвариантной массе системы 7г°7 было аппроксимировано суммой распределений для сигнала и фона. Распределение для событий изучаемого процесса было получено при помощи непараметрической аппроксимации спектра масс для событий моделирования изучаемого процесса. Распределение для фона описывалось линейной функцией, к которой при энергии Е > 1.7 ГэВ добавлялся расчетный фон от процесса е+е~ —> и>7г°тг°. Число событий изучаемого процесса и фона, полученное в результате аппроксимации, составляет 7533 ± 110 и 366 ± 70 при Е < 1.7 и 282 ± 22 и 49 ± 15 при Е > 1.7.

Эффективность регистрации событий изучаемого процесса определялась при помощи моделирования методом Монте-Карло. При моделировании учитывались радиационные поправки, в частности, излучение дополнительного фотона из начального состояния. Эффективность регистрации ег вычислялась как функция двух параметров: энергии в системе центра масс начальной е+е~ пары и энергии дополнительного фотона Ег, излученного из начального состояния.

Видимое сечение процесса е+е- -> и;тг° 7г°7г°7, которое определяется как <Tvis = Ns/L, связано следующим образом с борновским сечением а:

•Етпах

avis(E) = J er(E,xEb)F{x,E)a(EVT^)dx, (2)

о

где F(х, Е) — так называемая функция-радиатор, описывающая распределение по доле энергии х = Ег/Еь, излученной из начального состояния. Выражение (2) может быть переписано в традиционном виде

avis(E)=e(E)*(E)(l + ö(E)), (3)

где 6(Е) — это радиационная поправка, а параметр е(Е) определен следующим образом

е(Е) = ег(Е, 0). (4)

В эксперименте непосредственно измеряется видимое сечение. Процедура определения борновского сечения выглядит следующим образом. При помощи формулы (2) аппроксимируется энергетическая зависимость измеренного видимого сечения. Для этого борновское сечение параметризуется теоретической моделью, хорошо описывающей экспериментальные данные. При помощи найденных в результате аппроксимации параметров теоретической модели вычисляется радиационная поправка 5(Е). После этого по формуле (3) вычисляется экспериментальное борновское сечение.

Основные вклады в систематическую неопределенность борновского сечения и поправки к эффективности регистрации приведены в таблице 1. Ниже 1.6 ГэВ систематическая неопределенность не превышает 4.5%, выше 1.6 ГэВ она начинает сильно расти за счет модельной зависимости радиационных поправок.

Измеренное сечение, показанное на рис. 3, было аппроксимировано выражением, основанным на модели векторной доминантности с учетом возбужденных состояний р-мезона. Было установлено, что в рамках этой модели не удается описать энергетическое поведение сечения вкладами только двух резонансов р{770) и р(1450). Вклад резонанса /5(1700) является необходимым. Из параметров, полученных в результате аппроксимации, были вычислены произведения относительных вероятностей распадов р(1450) и р(1700)

Таблица 1. Источники систематической неопределенности борцовского сечения и поправка к эффективности регистрации.

Источник Вклад, % Поправка, %

Светимость 2.2 —

Эффективность регистрации 0.7 -2.5

Конверсия фотонов в веществе 0.9 —

Пучковый фон 0.5 0.8

Интерференция с когерентным фоном 2-3.6 —

(Е < 1.6 ГэВ)

Радиационная поправка (Е < 1.6 ГэВ) 1 —

Итого 3.4 - 4.5 -1.7

В(р' ->• е+е~)В(р' Ш7г°) = (5.3 ± 0.4) х 10" -6 Î

В{р" е+е~)В(р" слг°) = (1.7 ± 0.4) х 10"6. (5)

На рисунке 3 кроме сечения, полученного в этой работе, приведены результаты измерений на коллайдере ВЭПП-2М с детекторами СНД и КМД-2 и результаты эксперимента DM2, в котором сечение е+е~ —» измерялось в моде распада и> —>■ ~7г°. Наши данные хорошо согласуются с измерениями СНД и КМД-2, но существенно, на 20-30%, превышают данные DM2. Показанная кривая — это результат описанной выше совместной аппроксимации данных СНД, полученных в этой работе и в работе, основанной на данных с ВЭПП-2М.

Сечение изучаемого процесса может быть выражено через переходный формфактор вершины си —> тт0гу*. Это дает возможность совместно анализировать данные, полученные в этой работе и данные с эксперимента NA60, полученные при изучении распада из —> тгКроме того, представление данных в виде формфактора убирает сильную энергетическую зависимость фазового объема Р/(Е) конечного состояния ьлт°, маскирующую резонансную структуру изучаемого процесса. Переходный формфактор связан с сечением процесса е+е~ —> и>л° следующим образом:

CTU7VO(E) =—\F^(E^)\Pf(E). (6)

На рисунке 4 приведен квадрат нормированного переходного форм-фактора (|i7Lj7r7(ç2)/FtJW7(0)|)2, полученный из данных СНД по реакции

Рис. 3. Сечение процесса е+е~ -> шж° —> 7Г°7Г°7. На рисунке представлены результаты СНД 2013(эта работа), СНД 2000 и КМД-2 - данные СНД и КМД-2, полученные на ВЭПП-2М, DM2 - данные с эксперимента DM2. Кривая - результат совместной аппроксимации данных СНД 2012 и СНД 2000.

е+е~ —»• unг° и из данных по распаду и> —пКривая — это предсказания теоретической модели, использованной при аппроксимации сечения. Пунктирной линией показан вклад от резонанса р(770). Как видно из рисунка, вклады от распадов возбужденных состояний /э-мезона доминируют начиная уже с 1.2 ГэВ. Видно, что невозможно описать оба набора данных по формфактору в рамках модели, используемой нами для аппроксимации сечения.

Гипотеза о сохранении векторного тока позволяет установить связь между заряженным адронным током в распадах т лептона и изовектор-ной частью электромагнитного тока. Это приводит к связи спектральной функции распада т~ —> ытг~ (VU7T) и сечения процесса е+е~ —> штт°:

4тг2а2

аыжо(Е) = ^~Уып(Е). (7)

Было проведено сравнение сечения е+е~ —> Ы7г° —> 7г°7г°7, измеренного детектором СНД, и данных, полученных из спектральной функции распада т~ ->■ измеренной в эксперименте CLEO. Данные хорошо

q (GeV)

Рис. 4. Переходный формфактор для вершины и —>• 7Г°7*. Точки с ошибками - экспериментальные данные (СНД 2013 - эта работа, СНД 2000 -измерение, выполненное СНД на ВЭПП-2М, NA60 - данные эксперимента NA60). Кривая - результат совместной аппроксимации данных СНД 2013 и СНД 2000. Пунктирной линией показан вклад резонанса р(770).

согласуются друг с другом: Х2/1У (У — число степеней свободы) сравнения данных CLEO и теоретической кривой, приведенной на рисунке 3, составил 19.7/16.

Для количественной проверки гипотезы сохранения векторного тока было проведено сравнение экспериментального значения относительной вероятности распада т~ —> wk~i/t с величиной, вычисленной согласно формуле:

Г(г аиг") = «V? - Я2Пт2т + 2q2)aU7ro(q)dq, (8)

где Vud — это элемент матрицы Кабиббо-Кобаяши-Маскавы, тт — масса т-лептона, a Gf — константа Ферми. Интегрируя методом трапеций данные СНД, полученные на ВЭПП-2М (при Е < 1.05 ГэВ), и данные, полученные в этой работе, мы нашли следующее значение для произведения ширины распада т~~ —¥ илт~ vT и относительной вероятности распада

Ш —> 7Г°7

Г(т~ -» и)-к~ут)В{ш -» 7Г°7) = (3.68 ± 0.04 ± 0.13) х 10"6 эВ. (9)

Используя табличные значения для времени жизни г лептона и В(и> —> тг°7), можно вычислить относительную вероятность распада

В(т -5- = (1.96 ± 0.02 ± 0.10) х Ю-2, (10)

которая согласуется с табличным значением В(т —> о,'7г~) = (1.95 ± 0.08) х Ю-2. Можно сделать вывод, что гипотеза сохранения векторного тока для системы шп является справедливой в пределах достигнутой на настоящий момент 5%-ой экспериментальной точности.

В заключении приведены основные результаты, полученные в данной работе:

• В эксперименте с детектором СНД на ВЭПП-2000 измерено сечение процесса е+е~ сотт° в области Е =1.05-2.00 ГэВ. Сечение имеет максимум при энергии Е =1.4 ГэВ, величина которого составляет около 1.5 нб. В диапазоне энергии 1.5-1.7 ГэВ наблюдается резкое падение сечения.

Проведено сравнение результатов данной работы с результатами ' предыдущих измерений. При энергии ниже 1.4 ГэВ полученные данные хорошо согласуются предыдущими измерениями СНД и КМД-2. Обнаружено значительное расхождение между данными, полученными в этой работе, и на детекторе БМ2 в области энергии Е — 1.35-2.00 ГэВ. Выше 1.4 ГэВ наши данные являются наиболее точным измерением сечения е+е~ —> штг° и первым измерением этого сечения в конечном состоянии 7Г0тг°7.

• Измеренное сечение было аппроксимировано выражением, основанным на модели векторной доминантности с учетом возбужденных состояний р-мезона. Было установлено, что в рамках используемой модели не удается описать энергетическое поведение сечения вкладами только двух резонансов

р(770) и р(1450). Вклад третьего резонанса р(1700) является необходимым. Из параметров, полученных в результате аппроксимации, были вычислены произведения относительных вероятностей распадов р(1450) и р(1700)

В{р' е+е~)В(р' -5- Ш7Г°) = (5.3 ± 0.4) х 10"6,

В(р" -> е+е~)В(р" -> штг°) = (1.7 ± 0.4) х 10"6. (11)

• Из полученных данных по сечению е+е~ —и/тг° был вычислен переходный формфактор для вершины у* —» штг°. Было установлено, что в рамках модели векторной доминантности не удается одновременно описать данные, полученные из е+е~~ аннигиляции и из распада и> —> тт°р+рГ.

• Была проведена проверка гипотезы сохранения векторного тока. Наш результат по сечению процесса е+е~ —> Ш7г° сравнивался со спектральной функцией для распада т~ —> ипг~ит, измеренной на детекторе CLEO. Данные хорошо согласуются друг с другом. Кроме того, при помощи выражения, основанного на гипотезе о сохранении векторного тока, из измеренного сечения была вычислена относительная вероятность распада г —> ьлх~ ь>т

В(т ->■ штг~vT) = (1.96 ± 0.02 ± 0.10) х 10~2, (12)

которая хорошо согласуется с табличным значением (1.95 ±0.08) х

ю-2.

• Разработан генератор первичных событий для целого ряда процессов е+е~ аннигиляции в адронпые конечные состояния. Генератор встроен в программное обеспечение СНД и активно используется при обработке данных.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. М. N. Achasov, A. Yu. Barnyakov, К. I. Beloborodov, ..., L. V. Kardapoltsev, et al. Measurement of the cross section for the e+e~ —» Loir0 —¥ 7г07г°7 process in the energy range of 1.1-1.9-GeV. // JETP Lett. - 2012 - Vol. 9 - Pp. 2-6.

2. M. N. Achasov, V: M. Aulchenko, A. Y. Barnyakov, ..., L. V. Kardapoltsev, et al. Study of e+e~ -> wtt° —7г°7г°7 in the energy range 1.05-2.00 GeV with the SND detector. // arXiv:1303.5198[hep-ex], Phys. Rev. D. - 2013 - Vol. 88 - P.054013.

3. М. N. Achasov, К. I. Beloborodov, A. V. Berdyugin ..., L. V. Kardapoltsev, et al. Search for e+e~ /0(600)7, /<,(980)7, /o(1350)7, and /2(1270)7 processes in the energy range from 1.05-GeV to 1.38-GeV. // J. Exp. Theor. Phys. - 2011 - Vol. 113 - P. 75.

4. M. N. Achasov, V. M. Aulchenko, A. Y. Barnyakov ..., L. V. Kardapoltsev, et al. Recent results from SND experiment at VEPP-2000 collider. // EPJ Web Conf. - 2012 - Vol. 37, P. 09020.

5. П. M. Астигеевич, В. M. Аульченко, М. Н. Ачасов, ..., JI. В. Кар-дапольцев ..., и др. Начало экспериментов с детектором СНД на коллайдере ВЭПП-2000. // Препринт ИЯФ 2011-021, Новосибирск, 2011.

6. Е. Б. Абакумова, В. М. Аульченко, М. Н. Ачасов, ..., JI. В. Кар-дапольцев ..., и др. Статус экспериментов с детектором СНД на коллайдере ВЭПП-2000. // Препринт ИЯФ 2012-020, Новосибирск, 2012.

КАРДАПОЛЬЦЕВ Леонид Васильевич

Измерение сечения процесса е+е~ —> Ш7Г° —У 7Г°7Т°7 в области энергии от 1.05 до 2.00 ГэВ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических паук

Подписано в печать 14.10.2013 г. Сдано в набор 15.10.2013 г. Формат бумаги 100x90 1/16 Объем 1.0 печ.л., 0.8 уч.-изд.л. Тираж 100 экз. Бесплатно. Заказ № 24 Обработано на РС и отпечатано на ротапринте «ИЯФ им. Г.И. Будкера» СО РАН Новосибирск, 630090, пр. академика Лаврентьева, 11.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ ИМ. Г.И. БУДКЕРА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ

НАУК

На правах рукописи

04201455229 г 1 ''

КАРДАПОЛЬЦЕВ ЛЕОНИД ВАСИЛЬЕВИЧ

ИЗМЕРЕНИЕ СЕЧЕНИЯ ПРОЦЕССА е+е" штг° 7г°7г°7 В ОБЛАСТИ ЭНЕРГИИ ОТ 1.05 ДО 2.00 ГЭВ

01.04.16 — физика атомного ядра и элементарных частиц

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Новосибирск — 2013

Научный руководитель Дружинин Владимир Прокопьевич доктор физико-математических наук

Содержание

Введение 4

Глава 1. Экспериментальная установка 8

1.1. Ускорительный комплекс ВЭПП-2000 ....................8

1.2. Детектор СНД ..............................................11

1.3. Калориметр..................................................15

1.4. Трековая система............................................19

1.5. Эксперименты с детектором СНД на ВЭПП-2000 .... 23

Глава 2. Моделирование процессов е+е~ в адроны 24

2.1. Постановка задачи..........................................24

2.2. Описание алгоритма моделирования......................25

2.3. Процесс е+е~ —> тг+тт~....................................27

2.4. Процесс е+е~ тг+-к~тг° ................................30

2.5. Процессы е+е~ —>• 7г+7г_7г°7г° и е+е~ —► 7г+7г-7г+7г~ 35

2.6. Процесс е+е~ 7Г°7Г°7....................................38

2.7. Процессы е+е~~ сог) —► 7г+7г^7г°г7 и е+е~ —фг) — 7Г+7Г_7Г°?7....................................................41

2.8. Радиационные поправки....................................42

2.9. Интегрирование по фазовому объему......................44

Глава 3. Изучение процесса е+е~ —► о;7г0 —> 7Г°7Г°7 48

4.1. Измерение светимости......................................48

4.2. Условия отбора событий изучаемого процесса............54

4.3. Фоновые процессы..........................................56

4.4. Определение числа событий изучаемого процесса .... 62

4.5. Эффективность регистрации и вычисление радиационных поправок................................................65

4.6. Изучение вероятности конверсии фотона..................71

4.7. Борновское сечение процесса е+е~ —► илг0 —> 7г°7Г°7 . 76

4.8. Параметры р' и р" мезонов................................81

4.9. Переходной формфактор ш —> 7Г°7*......................84

4.10. Проверка гипотезы о сохранении векторного тока .... 87

Заключение 90

Литература 93

Введение

Эксперименты на встречных электрон-позитронных пучках благодаря, главным образом, низкому уровню фона являются наиболее подходящим методом для изучения распадов легких векторных мезонов р, ш, ф и их возбуждений. В Институте ядерной физики СО РАН на протяжении многих лет исследования процессов электрон-позитронной аннигиляции велись на коллайдере ВЭПП-2М [1] в диапазоне энергии в системе центра масс Е = 2Еъ =0.4-1.4 ГэВ. Здесь Еъ — энергия пучка в коллайдере. Современные таблицы элементарных частиц [2] в части, касающейся р-, ш- и ^мезонов, в значительной степени базируются на данных, полученных на ВЭПП-2М. С 2010 года в ИЯФ СО РАН начался набор статистики на новом е+е~ коллайдере ВЭПП-2000 [3] с энергией пучков в системе центра масс до 2 ГэВ. На ВЭПП-2000 ведутся эксперименты со Сферическим нейтральным детектором (СНД) [4-7] и Криогенным магнитным детектором (КМД-3) [8]. Данная работа выполнена на основе статистики, набранной с детектором СНД.

Важными направлениями исследований на ВЭПП-2000 являются измерение сечения е+е~ аннигиляции в адроны и изучение возбужденных состояний векторных мезонов, рождающихся в диапазоне энергии 1-2 ГэВ. Изучение процесса

е+е~ итг° -> 7г°7г°7 (1)

на данных с ВЭПП-2000 представляется очень актуальным для этих направлений. Процесс е+е~ —> штг0 — один из доминирующих процессов е+е~ аннигиляции в адроны в области энергии в системе центра масс Е= 1-2 ГэВ. Поскольку при энергии около 1.5 ГэВ главный вклад в его сечение дает распад р(1450)-мезона на Ш7г°, он является ключевым для определения параметров резонанса /?(1450). Стоит отметить, что вклад от ¿>(1450) сильно

интерферирует с вкладами от других изовекторных резонансов: р(770) и р(1700). При этом на данный момент отсутствует общепринятая теоретическая модель, описывающая «хвост» от р(770) при энергии больше 1 ГэВ и форму таких широких резонансов, как р(1450) и р(1700). Это приводит к сильной модельной неопределенности параметров р(1450), извлекаемых из аппроксимации экспериментальных данных.

В данной работе для измерения сечения процесса е+е~ —> сип0 был выбран канал распада иьмезона на 7Г°7. Несмотря на то, что основной модой распада со мезона является канал 7г+7г_7г°, такой выбор оправдан. В отличие от конечного состояния 47т, для состояния 7Г07Г°7 в изучаемой области энергии промежуточный механизм Ы7г° является доминирующим. Это позволяет избежать систематической неопределенности из-за сложной процедуры вычитания фона и учета интерференции между разными механизмами реакции, которая может быть значительной.

Кроме того, так как в диапазоне энергии £'=1.4-2.0 ГэВ сечение процесса е+е~ илт° —7Г°7Г°7 не было измерено, его прецизионное измерение поможет улучшить точность вычисления адронного вклада в поляризацию вакуума в диапазоне энергии 1.4-2.0 ГэВ. Этот вклад необходимо учитывать при расчете аномального магнитного момента мюона и значения бегущей константы электромагнитного взаимодействия на массе ^-бозона (смотри, например, недавнюю работу [9]).

Данные по сечению процесса е+е~ —> илт° могут быть использованы для проверки гипотезы о сохранении векторного тока. Эта теоретическая идея впервые была сформулирована У. Б. Тва1 в 1971 году [10] и затем подтверждена Н. В. ТЬаскег и Л. Л. Бакига1 [11]. Гипотеза позволяет связать спектральную функцию ^(д2) распада т лептона т —> Ъ^и? с сечением е+е~ /г,0, где № — система адронов с квадратом инвариантной массы д2,

имеющая с квантовые числа Iе = 1+ и JPC = 1—.

При помощи данных, набранных детектором СНД, планируется провести поиск электрических дипольных распадов векторных мезонов р(1450) и р(1700). Их изучение важно для понимания кварковой структуры этих резо-нансов. В работе [12] показано, что измерение ширин радиационных переходов является является очень чувствительным способом исследования кварковой структуры. Так, для пары qq в состоянии 2S доминирующими каналами распада являются /2(1270)7 и /i(1285)7, а для состояния 1D — /i(1285)7 и /о(1350)7. Поиск электрических дипольных переходов в состояния /2(1270) и /о(1350) удобно вести в конечном состоянии 7г°7г°7. Главным фоновым процессом для этих переходов является процесс е+е~ —> штг° —» 7г°7г°7. Таким образом, прецизионное измерение сечения процесса е+е~ —>■ шп0 является первым шагом в изучении электрических дипольных распадов р(1450) и р(1700).

Впервые сечение процесса е+е~ —> штг° в канале распада ш на 7Г°7 было измерено на детекторе ND [13] с систематической ошибкой ~ 20%. Позже измерения этого сечения были проведены на детекторах СНД [14] и КМД-2 [15]. Точность измерения в этих экспериментах определялась статистической ошибкой, которая составляла 10-15%. Описанные выше эксперименты проводились на е+е~ коллайдере ВЭПП-2М при энергии начальной е+е~ пары до 1.4 ГэВ.

В канале распада ш на 7г+7г_7г° первое измерение сечения процесса е+е~ -lütt0 было сделано на детекторе DM2 [16]. В самой работе измерение описано как предварительное; исследования систематических ошибок проведено не было. До последнего времени результат DM2 был единственным измерением сечения е+е~~ —> штг0 при энергии выше 1.4 ГэВ. Ниже 1.4 ГэВ это сечение было измерено на ВЭПП-2М детекторами КМД-2 [17] и СНД [18]. В

этих экспериментах точность была ограничена, в основном, систематической ошибкой, составляющей 13-15%.

Наш предварительный результат, основанный на статистике, накопленной СНД на ВЭПП-2000 в 2010 году был опубликован в работе [19]. Более точное измерение, в которое были включены также данные 2011 года, сделано в работе [20].

Кроме того, в ходе работы был разработан генератор первичных событий методом Монте-Карло для процессов е+е~ —7г+7г^, е+е~ —> 7г+7г~7г°, е+е~ —> 7г+7г~7г°7г°, е+е~~ —7г+7г~7г+7г-, е+е~ —> 7г°7г°7, е+е~~ —>■ ил] —» 7Т+7Т~7Т°Г], е+е~ —> фг\ —>■ 7Г+7Г~7Г°77.

На защиту выносятся следующие основные выводы и положения:

Измерение сечения процесса е+е~ —> Ы7г° —> 7г°7г°7 в эксперименте с детектором СНД на ВЭПП-2000 в области энергии в системе центра масс от 1.05 ГэВ до 2.00 ГэВ.

Вычислене переходного формфактора 7* —► шъ® по измеренному сечению.

Сравнение наших данных по сечению процесса е+е~ —» сь>7г° с данными по распаду т~ —> слг~ит с использованием гипотезы сохранения векторного тока.

Разработка генератора первичных событий методом Монте-Карло для наиболее существенных в области ВЭПП-2000 процессов е+е~~ аннигиляции в адронные конечные состояния.

Глава 1. Экспериментальная установка

1.1. Ускорительный комплекс ВЭПП-2000

Эксперимент проводился с помощью детектора СНД [4-7] на ускорительном комплексе ВЭПП-2000 [3], предназначенном для изучения процессов е+е~ аннигиляции в области энергии в системе центра масс от 160 МэВ до 2 ГэВ. Схема ускорительного комплекса приведена на рис. 1. Он состоит из

• инжектора, импульсного линейного ускорителя (ИЛУ) с энергией 3 МэВ,

• электронного синхробетатрона (В-ЗМ) с энергией 250 МэВ,

• накопителя-охладителя БЭП, рассчитанного на энергию до 900 МэВ в пучке,

• коллайдера ВЭПП-2000 с максимальной энергией до 1000 МэВ в пучке.

Электронный пучок, ускоренный в ИЛУ, инжектируется в Б-ЗМ. В режиме накопления позитронов пучок ускоряется в Б-ЗМ до 250 МэВ и направляется на вольфрамовый конвертор, расположенный в канале между Б-ЗМ и БЭП. Позитроны со средней энергией 120 МэВ, образующиеся при конверсии, накапливаются в БЭП. При накоплении электронов электронный пучок ускоряется до 120 МэВ и инжектируется в БЭП, минуя конвертор. Магнитное поле в БЭП при накоплении электронов и позитронов имеет разный знак. В кольце БЭП могут накапливаться электронный или позитронные пучки с током до 200 мА, которые могут быть ускорены до 900 МэВ. При энергии до 900 МэВ инжекция в ВЭПП-2000 производится при энергии проведения

С0ПУв110Г

Рис. 1: Схема ускорительного комплекса ВЭПП-2000.

эксперимента. При рабочей энергии 900-1000 МэВ требуется доускорение пучков непосредственно в коллайдере ВЭПП-2000.

Магнитная структура коллайдера ВЭПП-2000 обладает зеркальной симметрией. Она состоит из двух симметричных полуколец, каждое из которых включает в себя четыре поворотных магнита, два коротких технических промежутка с триплетами квадрупольных линз, расположенных между магнитами, прямолинейный экспериментальный промежуток длиной 3 м, предназначенный для установки детектора, и длинный технический прямолинейный промежуток (один из которых предназначен для инжекции пучков, а в другом находится ВЧ-резонатор). В каждом экспериментальном промежутке расположена пара сверхпроводящих соленоидов с полем до 130 кГс, выполняющих финальную фокусировку пучков. Соленоиды обеспечивают равные и малые поперечные размеры пучков в месте встречи [3].

Время обращения пучка в ВЭПП-2000 составляет 81 не. Продольный размер области взаимодействия пучков изменялся во время набора данных в пределах 1.5-3.0 см. Энергетический разброс для частиц в пучке стде/е = 6.4 х 10~4. Средние токи электронов и позитронов в коллайдере составляли

20-35 мА при энергии в системе центра масс Е = 1.05 ГэВ и 50-80 мА при энергии Е = 2 ГэВ. Максимальное достигнутое значение светимости составляло около 1 х 1031 см~2с-1.

Во время эксперимента энергия коллайдера рассчитывалась по измерениям магнитного поля в поворотных магнитах ВЭПП-2000 датчиками ЯМР. Для проверки расчета проводилось сканирование узкого интервала энергии вблизи </>-мезонного резонанса. Из записанных данных выделялись события процесса е+е~~ —■> 7Г+7Г~7Г°, и строилась кривая возбуждения </ъмезонного резонанса. Для нормировки использовался процесс е+е~ —> е+е~. При аппроксимации кривой возбуждения определялась масса 0-мезона, которая сравнивалась с табличным значением [2]. Неопределенность табличного значения массы равная 20 кэВ определяет предельную точность этого метода калибровки энергии.

При более высоких энергиях точность установки энергии коллайдера может быть измерена на детекторе КМД-3 по событиям процессов е+е~ —> К+К~ и е+е~ —> К+К~ж+7г~. Измеряя в магнитном поле импульсы частиц и зная их массы, можно определить энергию начальных частиц. Этот метод требует очень хорошего знания отклика детектора. В настоящее время КМД-3 еще не готов для прецизионного измерения энергии пучков.

В 2012 году были проведены первые измерения энергии пучка по краю спектра обратного комптоновского рассеяния лазерного излучения на электронном пучке [21]. Энергия была измерена в нескольких точках вблизи максимальной энергии коллайдера во время набора данных. Проведен был также цикл измерений только с электронным пучком. Энергия измерялась в нескольких точках в интервале Еь от 525 до 1000 МэВ. В этих измерениях были обнаружены систематические отклонения от расчетной по ЯМР энергии пучка, которые могут быть связаны с неопределенностями в знании

магнитной структуры коллайдера, а также с возможными нестабильностями элементов магнитной структуры, например, из-за изменения температуры. Обнаруженные отклонения измеренной энергии от расчетной были взяты в качестве оценки систематической неопределенности установки энергии коллайдера. В настоящее время точность установки удвоенной энергии оценивается в 5 МэВ. Следует отметить, что в будущем энергии могут быть уточнены по измерениям в детекторе КМД-3. Сечение процесса е+е~ —> сип0 относительно медленно меняется с энергией, поэтому систематическая неопределенность связанная с определением энергии слабо влияет на точность его измерения.

1.2. Детектор СНД

СНД является универсальным немагнитным детектором [4-7], предназначенным для экспериментов на е+е~~ коллайдере ВЭПП-2000 [3]. Общий вид детектора приведен на рисунках 2 и 3. Пучки электронов и позитронов сталкиваются внутри вакуумной камеры, сделанной из бериллия. Диаметр камеры составляет 40 мм, ее длина — 259 мм, а толщина стенки — 0.75 мм. Вакуумная камера окружена трековой системой, состоящей из девятислой-ной дрейфовой камеры и пропорциональной камеры, расположенных в общем газовом объеме. Полный телесный угол трековой системы — 94% от 4-л". Для защиты трековой системы от синхротронного излучения между вакуумной камерой и трековой системой установлена дополнительная защита из одного слоя титановой фольги толщиной 60 мкм и двух слоев алюминиевой фольги с полной толщиной 200 мкм [22].

Вокруг трековой системы располагается система пороговых аэрогеле-вых черепковских счетчиков, которая предназначена для выделения К-мезонов.

Рис. 2: Схема детектора СНД (сечение вдоль оси пучков): 1 — вакуумная камера, 2 — трековая система, 3 — азрогелевые черенковские счетчики, 4 — кристаллы Ка1(Т1), 5 — вакуумные фототриоды, 6 — поглотитель, 7 — пропорциональные трубки, 8 — железный фильтр, 9 — сцинтилляционные счетчики, 10 — фокусирующие соленоиды ВЭПП-2000.

Рис. 3: Схема детектора СНД (сечение поперек оси пучков): 1 — вакуумная камера, 2 — трековая система, 3 — аэрогелевые черенковские счетчики, 4 — кристаллы Ыа1(Т1), 5 — вакуумные фототриоды, 6 — поглотитель, 7 — пропорциональные трубки, 8 — железный фильтр, 9 — сцинтилляционные счетчики, 10 — фокусирующие соленоиды ВЭПП-2000.

Она состоит из трех одинаковых сегментов, образующих цилиндр. Каждый сегмент состоит из трех светоизолированных друг от друга счетчиков, расположенных в общем корпусе. Счетчик построен по схеме АШИФ, т.е. свет из Аэрогелевого радиатора, выводится с помощью спектросмещающей пластины (Шифтера) и детектируется с помощью Фотоумножителя. Аэрогелевый радиатор составлен из блоков аэрогеля различного размера и имеет общую толщину 29-30 мм. Спектросмещающая пластина изготовлена из полиме-тилметакрилата с добавлением BBQ. В системе применяются фотоумножители с микроканальными пластинами [23] с диаметром фотокатода 18 мм. В экспериментах по сканированию области энергии £=1.05-2.00 ГэВ использовался аэрогель с показателем преломления п = 1.13. С таким показателем преломления система позволяет эффективно отделять i^-мезоны от других частиц в интервале импульсов от 350 МэВ/с до 940 МэВ/с [6,24].

Основной частью детектора СНД является трехслойный электромагнитный калориметр, состоящий из 1630 кристаллов Nal(Tl). Полная толщина калориметра для частиц, летящих из центра, составляет 34.7 см или 13.4 радиационных длин. Полный телесный угол калориметра составляет 90% от 47г. Калориметр позволяет измерять энергии и углы вылета фотонов, энергии электронов и обеспечивает высокую чувствительность детектора к событиям с нейтральными частицами в конечном состоянии.

Снаружи калориметра находится железный поглотитель толщиной 12 см, за которым следует мюонная система, состоящая из двух слоев пропорциональных трубок, железного фильтра толщиной 1 см и пластиковых сцин-тилляционных счетчиков. Она предназначена для идентификации мюонов при энергии больше 450 МэВ и подавления фона от космических частиц. Железный фильтр уменьшает вероятность одновременного срабатывания счетчиков и трубок от остатков электромагнитных ливней, вышедших за

пределы поглотителя [25,26].

При изучении процесса е+е~~ —> сож0 —» 7г°7г°7 систем