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-
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%
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)
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
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)
Rimangono 31 eventi
con un fondo stimato
di 13.6 +/-2.8
g (g)
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]
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
Misura di h000
Funzione fittata:
Misura di h000
Misura di h000
NEAR/FAR per alcuni bin di energia
Misura di h000
Im h000
Re h000
BR(KS-> 3 p0) < 3.0 x 10-7
90 % CL
Misura di h000
Re h000
Misura di h000
KL ~ K2 + ( e + d ) K1
KS ~ K1 + ( e - d ) K2
e 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
Rivelazione del decadimento raro KS->p0e+e-
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
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 aS Im(lt)/10-4 + 2.8(Im(lt)/10-4)2) x10-12
con Im(lt) ~10-4
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
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
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
Procedura analisi
1. Regioni di segnale e controllo mascherate
2. Tune-up dei tagli per abbattere il fondo
3. Apertura regione di controllo
4. Determinazione accurata del fondo
5. Apertura regione di segnale
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:
1.
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
Fondo dovuto a Dalitz e conversioni
Fondo dovuto a Dalitz e conversioni
Distribuzione massa e-e per coppie dello stesso segno
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
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
Mgg vs. t2m
MK vs. t2m
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
Sommario background
Situazione sperimentale
Mgg vs MK
Situazione sperimentale : dopo aver esaminato
la regione di segnale
Caratteristiche eventi
Caratteristiche eventi
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
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
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)
Implicazioni per BR(KL->p0e+ e-)