Risultati di KLOE sui K neutri
Antonio De Santis*
per la collaborazione
KLOE
(*) Dip. di Fisica dell’Univ. “La Sapienza” e sez. INFN ROMA1
K neutri in una f-factory
•e+e  f sf~3 mb BR(f KSKL) = 34.1%
~106 coppie di K neutri per pb-1 prodotti nello stato quantico JPC = 1




1
 K S  p  K L  p   K L  p  K S  p  
i 
2
KL “crash”
b= 0.22 (TOF)
KS  pe+n
KS  p+p
KL  2p0
KS identificato dall’interazione KL identificato dal
decadimento KS  p+p- all’IP.
nel EMC di un KL
Efficienza ~ 70%
Efficienza ~ 30%
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2
Ks→e+ePredizione SM BR(KS  e+e-) = 1.610-15 [Ecker, Pich 91]
Selezione eventi (1.32 fb-1 )
• KS identificato da KL crash
• 2 tracce dall’IP all’EmC con
Minv [e+e- Hp] > 420 MeV
Pseudo c2 basato su informazioni EmC:
 S e D di (Tclu-L/bc) per le due particelle
 E/p
c2
MC
KS  p+p-  mp
KS  p+pf  p+p-p0
KS  e+e-
 distanza trasversa tra il punto
d’impatto delle tracce ed i cluster EmC.
signal box
Reiezione fondo
• P* (p ipo) in KS CM  220 MeV
• Mmiss  380 MeV (p+p-p0 residui)
Minv [e+e Hp] (MeV)
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3
Ks→e+e Ottimizzazione dei tagli sul MC: (492  Minv 504) MeV e c2  20
 Nella regione di segnale si ottiene Nobs = 3 con NBKG = 7.1±3.6
 Da questo si ricava UL(Nsig) = 4.3 @ 90% CL
( senza la sottrazione del fondo UL(Nsig) = 6.68 @ 90% CL )
 normalizzando il conteggio al numero di KS pp(g) nello stesso campione
epp
BRpp
UL(BR) = UL(Nsig) 

esig
Npp
esig = epresel  esel  ag-rad (E*g < 6 MeV) = 0.7850.8880.8 = 0.558
epp = 0.6 , Npp ~ 1.5108
Preliminare KLOE:
BR(KS  e+e-(g)) < 2.1 10-8 @ 90% CL
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BR(Ks→gg)
BR(KS  gg) costituisce un importante test per cPT [PRD 49 (1994) 2346]
Selezione campione (1.6 fb-1 )
 KS identificati da KL crash
 2 e solo 2 g con
Eg  7MeV
cos(qgg)  0.95
(Tg-R/c)  5st
BR = Ngg 
Tagli d’analisi
 fit cinematico:
PKS(KLcrash) = PKS (gg)
Mgg = MKS
Tg = R/c per I due g
 QCAL veto
e2p0  BR2p0
esig
N2p0
KS  2p0
(2g bkg)
•
Dati
- MC
esig= epreselesel=0.830.63=0.52
e2p0 = 0.65
 e(QCAL veto) ~ 100% sul segnale
KS  gg
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c2
5
BR(Ks→gg)
Conteggio eventi da 2D fit nel piano Mgg / cosq*gg in the KS CM
• Dati
 MC
Segnale
Fondo
cos q*gg
KS  2p0
(2g bkg)
Dati
- MC
•
Mgg (MeV)
Mgg (MeV)
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BR(Ks→gg)
KLOE: segnale e campione di normalizzazione privi di KL  gg
Preliminare KLOE:
BR = (2.35 ± 0.14)  10-6
 2.7 s da NA48
 1.5 s dalla predizione
cPT O(p4)
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KL→peng
R=
BR(Ke3g; E*g  30 MeV, q*eg 
BR(Ke3(g))
Selezione campione (328 pb-1 ):
• KL identificato da KS  p+p
• (Emiss-|Pmiss|) (90% reiezione fondo)
• ToF per separazione e/p
(contaminazione ~ 0.7%)
• Vertice KLg → KL-ToF e tempo del g
• Eg→pn2 = 0 = (pK-pp-pe-pg)2
Eclu -Eglab (MeV)
Segnale
Ke3g fuori acc.
Ke3 (Eg<100 keV)
f p+pp0
Km3
200)
Tagli d’analisi
Eclu(MeV)
• reiezione Ke3 non radiativi
• Eclu 25 MeV (accidentali)
• NN (EmC info) (Km3 and p+p-p0)
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KL→peng
BR(Ke3g; E*g  30 MeV, q*eg  200)
R=
BR(Ke3(g))
Preliminare KLOE :
Predizione teorica
[Gasser et al., EPJ 40C (2005)205 ]:
R = (0.96 ± 0.01)%
Fit 2D nel piano E*g /q*eg
R = (0.92 ± 0.02stat ± 0.02syst)%
con 2.5
fb-1
E*g (MeV)
 ± 0.01stat%
Fondo
Segnale
q*eg deg)
• Dati
 MC
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KLm3: determinazione di l0
Importante per Vus e per test di universalità e/m
Selezione campione (328 pb-1 ):
p+p veto:
 KL da KS  p+p p+pp0 veto:
Ke3 veto:
2
Emiss + pmiss
2
pp Hp
 10MeV
2
Emiss (p , p ) 2  pmiss
 mp2 0  10 3 MeV 2
min(| d1 |, | d 2 |)  10MeV
d3(MeV)
Altri tagli su:
d3 Emiss(p+,m-)-|pmiss|
d3(MeV)


(d1  Emiss (p + , e )  pmiss , d 2  Emiss (p  , e+ )  pmiss )
d4 Emiss(p-,m+)-|pmiss|
d4(MeV)
 contaminazione finale 1.5% usando NN e TOF
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d4(MeV)
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KLm3: determinazione di l0
l0 viene ricavato dal fit della distribuzione di En, combinato con l’+ , l’’+
ricavati da KLOE per KLe3 [PLB 636 (2006) 166]
l’+ = (25.6 ± 1.8)  10-3
l’’+ = (1.44 ± 0.79)  10-3
Dati
matrice di correlazione
Fit
l’+
c2/ndf = 21/31
1
X
En(MeV) X
residui
l’’+
-0.95
1
X
l0
0.31
-0.41
1
Preliminare KLOE :
l0 = (15.6 ± 1.8stat ± 1.9syst)  10-3
En(MeV)
dl0/l0~ 5-10% con 2.5 fb-1
Ignorate le correlazioni
KTeV PRD 70(2004) l0 = (12.8± 1.8)10-3 ISTRA+ PLB 589(2004) l0 = (17.1± 2.2)10-3
NA48 hep-ex/0703002 l0 = (9.1± 1.4)10-3
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Test CPT: relazione di Bell-Steinberger
CP
CPT
Principali input sperimentali di KLOE:
• BR assoluti del KL
[PLB632(2006) 43]
• Vita media del KL
[PLB626(2005) 15]
• BR(KL→p+p)/BR(KL→pmn)
[PLB638(2006) 140]
• BR(KS→p+p)/BR(KS→p0p0)
[EPJC48 (2006) 767]
• BR(KS→pen
[PLB636(2006) 173]
• BR(KS→p0p0p0
[PLB619(2005) 61]
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Test CPT: relazione di Bell-Steinberger
Risultato KLOE [JHEP12(2006) 011] :
Re e = (159.6  1.3) 10-5
Im d =(0.4  2.1)  10-5
CPLEAR:
Re e = (164.9  2.5)  10-
   
DM  M K   M K 
DG  G K 0  G K 0
0
5
Im d =(2.4  5.0)  10-5
0
i
DM  DG
1
2
d
2 M  M  + i G  G 
L
S
S
L
2
La maggiore incertezza
viene da h+
Assumendo DG=0:
-5.3 10-19 GeV < DM < 6.3 10-19 GeV at 95% C.L.
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f→KSKL→p p+ p p+: test della MQ
I 4p ; Dt  
N
2
 4p K 0 K 0 Dt 

2
+ 4p K K Dt 
0
0
2
*
0
0
0
0

 1   00  2 4p K K Dt  4p K K Dt  


• Il fit include la risoluzione su Dt,
l’efficienza e la rigenerazione
• GS, GL Dm fissati al PDG
Parametro di decoerenza:
 00  0  QM
 00  1  Decoerenza totale
Risultato di KLOE [PLB 642(2006) 315] :
 00  1.0  2.1STAT
6

 0.4SYST  10
Con 2.5 fb-1 : ± 0.8STATx10-6
Dati CPLEAR, Bertlmann et al.
(PR D60 (1999) 114032):
 00  0.4  0.7
Nel sistema del
mesone B0, BELLE
(quant-ph/0702267)
 B  0.029  0.057
00
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Conclusioni
KLOE ha ricavato nuovi risultati preliminari su:
• BR(KS  e+e-(g)) < 2.1 10-8 @ 90% CL
• BR (KS  gg) = (2.35 ± 0.14)  10-6
• KL  peng da cui R = (0.92 ± 0.02stat ± 0.02syst)% ,
• Fattore di forma di KLm3 : l0= (15.6 ± 1.8stat ± 1.9syst)10-3
•KLOE è in grado di verificare possibili violazioni di CPT e
della MQ;
•Le misure di KLOE saranno ulteriormente migliorate
dall’analisi completa dei 2.5 fb-1 di dati acquisiti
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KLOE COLLABORATION
Frascati: panoramaTHE
KLOE
F. Ambrosino (d) A. Antonelli (a) M. Antonelli (a) C. Bacci (i) P. Beltrame (b) G.
Bencivenni (a) S. Bertolucci (a) C. Bini (g) C. Bloise (a) S. Bocchetta (i)
V. Bocci (g) F. Bossi (a) P. Branchini (I) R. Caloi (g) P. Campana (a) G. Capon (a)
T. Capussela (d) F. Ceradini (i) S. Chi (a) G. Chiefari (d) P. Ciambrone (a)
E. De Lucia (a) V. Demidov (n) A. De Santis (g) P. De Simone (a) G. De Zorzi (g)
A. Denig (b) A. Di Domenico (g) C. Di Donato (d) S. Di Falco (e) B. Di Micco (i)
A. Doria (d) M. Dreucci (a) G. Felici (a) A. Ferrari (a) M. L. Ferrer (a)
G. Finocchiaro (a) S. Fiore (g) C. Forti (a) P. Franzini (g) C. Gatti (a)
P. Gauzzi (g) S. Giovannella (a) E. Gorini (c) E. Graziani (i) M. Incagli (e)
W. Kluge (b) V. Kulikov (n) F. Lacava (g) G. Lanfranchi (a)
J. LeeFranzini (a,j) D. Leone (b) M. Martemianov (a,n) M. Martini (a)
P. Massarotti (d) W. Mei (a) S. Meola (d) S. Miscetti (a) A. Moalem (l)
M. Moulson (a) S. Mueller (a) F. Murtas (a) M. Napolitano (d)
F. Nguyen (i) M. Palutan (a) E. Pasqualucci (g) A. Passeri (i)
V. Patera (f,a) F. Perfetto (d) M. Primavera (c) P. Santangelo (a)
G. Saracino (d) B. Sciascia (a) A. Sciubba (f,a) F. Scuri (e) I. Sfiligoi (a)
A. Sibidanov (a,o) T. Spadaro (a) M. Tabidze (a,p) M. Testa (g) L. Tortora (i)
P. Valente (g) B. Valeriani (b) G. Venanzoni (a) R. Versaci (a) G. Xu (a,m)
(a) Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy. (b) Institut f˜ur Experimentelle Kernphysik, Universit˜at Karlsruhe, Germany.
(c) Dipartimento di Fisica dell'Universit‘a e Sezione INFN, Lecce, Italy. (d) Dipartimento di Scienze Fisiche dell'Universit‘a ``Federico II'' e
Sezione INFN, Napoli, Italy. (e) Dipartimento di Fisica dell'Universit‘a e Sezione INFN, Pisa, Italy. (f) Dipartimento di Energetica
dell'Universit‘a ``La Sapienza'', Roma, Italy. (g) Dipartimento di Fisica dell'Universit‘a ``La Sapienza'' e Sezione INFN, Roma, Italy
(i) Dipartimento di Fisica dell'Universit‘a ``Roma Tre'' e Sezione INFN, Roma, Italy (j) Physics Department, State University of New York at
Stony Brook, USA. (l) Physics Department, BenGurion University of the Negev, Israel. (m) Permanent address: Institute of High
Energy Physics of Academica Sinica, Beijing, China. (n) Permanent address: Institute for Theoretical and Experimental Physics,
Moscow, Russia. (o) Permanent address: Budker Institute of Nuclear Physics, Novosibirsk, Russia (p) Permanent address: High
Energy Physics Institute, Tbilisi State University, Tbilisi, Georgia.
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Spare
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Test CPT: relazione di Bell-Steinberger
 ε 

1  1 + k 1  2b 
2 
 1 + ε    1  k  tan f
SW
 δ  N 


1  k  tan fSW  i a i 

 1 + k   i a i 
a+ h+ BKSp+p a+0 tS/tL h+ 0* BKLp+pp0
k tS tL
b  BK L  pn 
N  1 + k  + 1  k  tan 2 fSW
2
2
 2bk 1 + k 
a000 tS/tL h 000* BKLp0p0p0
a00 h00 BKSp0p0 a+ g h+ BKSp+pg akl3  2tS/tL B(KLl3) (AS+AL)/4 i Im x+
La maggiore incertezza viene da h+
a00
a+ 
a+ g
a000
(KS)
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a+  0
akl3
(KS)
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CPT test: input al fit della B-S
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