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Recenti risultati NA48

Recenti risultati NA48. Misura BR(K S -> p 0 gg ) Misura h 000 = A(K s -> p 0 p 0 p 0 )/ A(K L -> p 0 p 0 p 0 ) Rivelazione del decadimento raro K S -> p 0 e + e -. Misura BR(K S -> p 0 gg ).

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Recenti risultati NA48

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Presentation Transcript

  1. Recenti risultati NA48 Misura BR(KS->p0gg) Misura h000= A(Ks->p0 p0 p0)/ A(KL->p0 p0 p0) Rivelazione del decadimento raro KS->p0e+e-

  2. Misura BR(KS->p0gg) • I decadimenti KS,L-> p0gg e KS,L-> gg sono importanti test della Chiral Perturbation Theory (CPT) • Le ampiezze di decadimento possono essere calcolate in maniera piuttosto accurata: O(p2) = 0; O(p4) calcolato ~5%

  3. Misura BR(KS->p0gg) (continua) Predizione teorica BR(KS->p0gg) = 3.8 x 10-8 Misure Na48: BR(KS->gg) = (2.78 +/- 0.06 +/- 0.04) x 10-6 (2000 KSHI) (CPT O(p4)= 2.1 x 10-6 -> O(p6) ~25%) BR(KL->gg) = (5.92+/-0.06) x 10-4 (2000 KSHI) [PL B551 (2003), 7] BR(KL->p0gg) = (1.36 +/- 0.03 +/- 0.05) x 10-6 (98+99 data)(CPT O(p4)= 0.6 x 10-6 -> O(p6) ~50%) [PL B536 (2002), 229] Da cui si desume aV = -0.46 +/- 0.05 (costante di accoppiamento vettoriale)

  4. Misura BR(KS->p0gg) (continua) e la parte CP-conserving del BR(KL->p0e+e-) (che si valuta dalla frazione di eventi con mgg < mp) risulta essere: (4.7 +2.2-1.8) x 10-13 Misura BR(KS->p0gg) (Risultati preliminari dati 2000 KSHI) Decadimento che non era stato osservato BR: predizione teorica basata su CPT: 3.8 x 10-8

  5. Misura BR(KS->p0gg) (continua) Applicati I tagli per isolare eventi puliti con 4 clusters: maggior fonte di fondo sono: p0p0D ( nel 2000 lo spettrometro non era funzionante); accidentali dovuti alla sovrapposizione di KS->p0 (p0 ) + KS->p0 p0 g (g) g (g) Rimangono 31 eventi con un fondo stimato di 13.6 +/-2.8

  6. Misura BR(KS->p0gg) (continua) • Segnale = 17.4 +/- 6.2 eventi-> BR(KS->p0gg)Z>0.2 = (4.9+/-1.7)x10-8 ove Z = (mgg/MK)2 [predizione CPT: 3.8x10-8]

  7. Misura di h000 • h000 = A(KS-> 3 p0)/ A(KL-> 3 p0) (equivalente a h00) • Data taking 2000: • K0-K0bar prodotti da un fascio di p a 400 GeV/c • Determinazione della interferenza KS-KL misurando l’intensita’ dei decadimenti in 3p0 in funzione del tempo proprio di decadimento e in bin di energia (NEAR). • Normalizzazione effettuata mediante il fascio di KL (FAR) • Correzione (MC) per tener conto della differenza della geometria dei fasci

  8. Misura di h000 Funzione fittata:

  9. Misura di h000

  10. Misura di h000 NEAR/FAR per alcuni bin di energia

  11. Misura di h000 Im h000 Re h000 BR(KS-> 3 p0) < 3.0 x 10-790 % CL

  12. Misura di h000 Re h000

  13. Misura di h000 • KL ~ K2 + ( e + d ) K1 KS ~ K1 + ( e - d ) K2 • e’ la parte che viola CP conservando CPT d e’ la parte che viola sia CP che CPT NA48 (preliminare) : Im d = (-1.2 +/- 3.0) x 10-5 Limite precedente: Im d = (2.4 +/- 5.0) x 10-5

  14. Rivelazione del decadimento raro KS->p0e+e-

  15. BR(KL->p0ee): si puo’ separare in tre componenti: CP-conserving: dalla misura di Na48 : BR(KL->p0gg) si deriva BR(KL->p0ee)CPcons=0.47+0.22-0.18x10-12 via violazione diretta CP a Im(lt) =hA2l5 lt = Vts*Vtd

  16. Violazione indiretta di CP BR(KL->p0e+e-)ind = |e|2 BR(KS->p0e+e-) La situazione si puo’ riassumere con le seguenti due relazioni: G.D’Ambrosio,G. Ecker,G. Isidori,J.Portoles: JHEP 08 (1998) 1) BR(KS->p0e+e-) = 5.2 |aS|2 x 10-9 2) BR(KL->p0e+e-) CPV = (15.3 |aS|2 – 6.8 aSIm(lt)/10-4 + 2.8(Im(lt)/10-4)2)x10-12 con Im(lt) ~10-4

  17. Presa dati nel 2002 allo SPS (NA48/1) : ~90 giorni • Linea fascio modificata rispetto a Re(e’/e): • 5x1010 ppp • 2 x 105 KS/burst • ~4.2 x 1010 KS nel volume fiduciale di decadimento

  18. Rivelatore NA48: modifiche rispetto precedenti prese dati • Nuovo R/O camere a drift: no dead time (+/-300 ns) dovuto a overflows • R/O calorimetro con impacchettamento eventi • L3 software trigger che ha ridotto il volume di dati di un fattore ~2.5 da 120 TB a 50 TB

  19. Analisi dati • Selezione eventi con 2 ‘elettroni’ + 2 fotoni in |Dt| < 2.5 ns • Si calcolano essenzialmente 2 vertici: • a) vertice neutro: imponendo che la massa invariante eegg sia • pari a quella del K (calcolo di mgg); • b) vertice carico: intersezione linea volo del K e la proiezione delle tracce (e,e) (calcolo di meegg); • Plot eventi in funzione di: mgg vs meegg (mgg~ mp e meegg~ mK • Regione di segnale: +/- 2.5 smp e +/- 2.5 smK • Regione di controllo: +/- 6 smp e +/- 6 smK • smp = 1 MeV/c2 smK= 4.6 MeV/c2

  20. Procedura analisi • Regioni di segnale e controllo mascherate • Tune-up dei tagli per abbattere il fondo • Apertura regione di controllo • Determinazione accurata del fondo • Apertura regione di segnale

  21. Reiezione del fondo • Reiezione KS->p0p0D( g Dalitz fuori accettanza): • mee> 165 MeV/c2 = mp + 30 MeV/c2 (10s distante da mp) • (vedere plot) • Tre componenti pericolose: • KS->p0p0 entrambi p0 decadono Dalitz -> un ‘elettrone’ di ciascun Dalitz e’ spazzato via dal magnete • Si rigettano gli eventi se: • me1g1 < 165 MeV/c2 AND me2g2 < 165 MeV/c2 • Studiato con MCarlo-> stima fondo 0.007 eventi

  22. Fondo dovuto a Dalitz e conversioni

  23. Fondo dovuto a Dalitz e conversioni Distribuzione massa e-e per coppie dello stesso segno

  24. 2) Componente fondo: KL,KS-> ggee (Greenlee) • Valutato con dati 2001: x 10 statistica 2002 • 12 eventi nell’intervallo : • 50 < mgg<130 MeV/c2 • 1 evento nella regione di controllo +/- 12smgg -> 0.07 nella regione +/- 2.5smgg Mgg vs. MK

  25. 3) Componente fondo: overlap accidentale di frammenti appartenenti a due decadimenti diversi Esempio: p + Be -> KL + X p + Be -> KS + X pen p0 ( p0) ~10-2 probabilitá che p rilasci tutta l’energa nel calorimetro e.m. E/p ~1 +/- 0.05 Studiato con i dati rilasciando le richieste di coincidenza temporale di clusters e elettroni

  26. Mgg vs. t2m MK vs. t2m

  27. 3 eventi nella regione +/- 6s x +/- 6 s e nell’intervallo temporale 3 < |t2m| < 50 ns (segnale |t2m| < 3 ns ) Estrapolazione alla regione di segnale -> 0.07 eventi

  28. Sommario background

  29. Situazione sperimentale Mgg vs MK

  30. Situazione sperimentale : dopo aver esaminato la regione di segnale

  31. Caratteristiche eventi

  32. Caratteristiche eventi

  33. Misura BR(KS->p0e+ e-) Accettanza media 7 eventi: (6.6 +/- 0.4) % Flusso misurato con KS->p0 p0D 3.4 x 1010 BR(KS->p0e+ e-) mee>165MeV= (3.0+1.5-1.2 +/- 0.2syst) x 10-9

  34. Misura BR(KS->p0e+ e-) BR totale con estrapolazione usando la matrice di decadimento dalla predizione di D’Ambrosio,Ecker,Isidori,Portoles JHEP 08 (1998) 004 con fattore di forma f(mee) = 1 BR(KS->p0e+ e-) = (5.8+2.8-2.3+/- 0.4syst+/- 0.8 teoria) x 10-9 = 5.2 x 10-9 |aS|2 da cui |aS| = 1.08+0.26-0.21

  35. Implicazioni per BR(KL->p0e+ e-) BR(KL->p0e+ e-)CPV= (15.3 aS2 +/- 6.8 Im(l t )/10-4|as|+2.8(Im(l t )/10-4)2) x 10-12 indiretta termine interf. diretta Sostituendo |aS|: BR(KL->p0e+ e-)CPV= ( 17.7 +/- 9.5 + 4.7 ) x 10-12 Mentre la parte CP-conserving e’del tutto trascurabile: BR(KL->p0e+ e-)CPVconserving ( 0.47+0.22-0.18) x 10-12 (risultato Na48)

  36. Implicazioni per BR(KL->p0e+ e-)

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