Ψ（2S）重子对衰变的分支比测量

【作者】 焦健斌；

【导师】 张学尧； 朱永生；

【作者基本信息】 山东大学 ， 粒子物理与原子核物理， 2006， 博士

【摘要】 本文利用北京谱仪（BES-Ⅱ）在北京正负电子对撞机（BEPC）上获取的（14.00±0.56）×10⁶ψ（2S）事例样本以及质心系能量在3.65GeV、积分亮度L为（6.42±0.24）pb^-1的连续区（continuum）数据样本，在考虑连续区贡献的情况下，对ψ（2S）到重子、反重子（包括p（?），Λ（?），Σ⁰（?）⁰，Ξ^-（?）⁺）的衰变过程进行了详细的研究，重新测量了各个过程的分支比，确定其值分别为（3.31±0.09±0.23）×10^-4，（3.39±0.20±0.32）×10^-4，（2.35±0.36±0.32）×10^-4，和（3.00±0.42±0.31）×10^-4，并与以前的结果进行了比较，发现本文中所研究的衰变道的分支比较2004年粒子数据表中给出的值都有明显的增大，这与CLEO合作组在2005年给出的测量结果在误差范围内是一致的。 本文中描述的对ψ（2S）→p（?），Λ（?），Σ⁰（?）⁰，Ξ^-（?）⁺的测量基于目前世界上最大的ψ（2S）样本，有效降低了上述衰变过程分支比的统计误差。 结合2004年粒子数据表中J／ψ衰变的数据，对微扰QCD预言的“12％规则”进行了检验，结果表明：由本次测量确定的四个衰变道的分支比与J／ψ衰变的分支比之比在两倍误差范围内满足“12％规则”。 论文测量了ψ（2S）→p（?）衰变道的角分布参数α，并利用J／ψ→p（?）过程的高统计量对其Monte Carlo确定的探测效率加以修正，最终确定ψ（2S）→p（?）衰变道的角分布参数α=0.82±0.17±0.04，这一结果满足了强子螺旋度守恒规则的预言，并与以前的理论预期值相吻合。 本文还对分析过程中的系统误差的来源和影响进行了系统的分析和研究，给出了带电径迹的重建效率、带电径迹的识别、光子的探测效率、运动学拟合、次级顶点寻找、本底道的污染、Λ衰变长度、顶点室触发效率和ψ（2S）的样本总数的不确定性等因素对分支比测量精度的影响。更多还原

【Abstract】 With the （14.00±0.56） ×10⁶ Ψ（2S） events and the continuum data（Ecm=3.65GeV） with integrated luminosity （6.42 ± 0.24）pb^-1 collected by BES-II detector at the Beijing Electron Positron（BEPC）, the processes of Ψ{2S) → pp, ∧∧, Σ⁰Σ⁰, （?） have been studied in detail. The contribution from continuum is considered when calculating the branching fraction Ψ（2S） decays into the above four final states. New branching ratios of these channels are determined to be （3.31 ± 0.09 ± 0.23） x 10^-4, （3.39 ± 0.20 ± 0.32） × 10^-4, （2.35 ± 0.36 ± 0.32） × 10^-4, and （3.00 ± 0.42 ± 0.31） ×10^-4, respectively. It is found that all of them are bigger than the results from PDG（2004）, but are in agreement with the results of CLEO collaboration reported in 2005.The measurements of Ψ（2S） —> pp, ∧∧, Σ⁰Σ⁰, （?） discussed in this paper are based on the biggest Ψ（2S） sample in the world by now, which makes it possible to depress the statistical error of the branching ratios in these channels.To test the "12% rule" predicted by PQCD, the measured branching fraction of the Ψ{2S) decay to each final state is compared with that of the J/Ψ decay, and find the ratio of branching fractions of Ψ（2S） to J/Ψ decay is in agreement with the "12% rule" prediction within 2 σ.The parameter of angular distribution, α, in Ψ{2S) —> pp decay is measured in this paper, and the 58M J/Ψ data is used to correct the efficiency of MC. The α is determined as α = 0.82 ± 0.17 ± 0.04, this result is in agreement with the hadronic helicity conservation rule.In this paper, the possible systematic errors to the measurement of branching ratio are analyzed, which include the uncertainties in charged track reconstruction,更多还原