L’esperimento E835 a Fermilab
Gianluigi Cibinetto
INFN - Università di Ferrara
Collaborazione E835
LXXXVII Congresso Nazionale S.I.F.
Alghero, 26 Settembre – 1 Ottobre 2002
E835 studia lo spettro del Charmonio in annichilazione
protone-antiprotone
Perché protone-antiprotone?
 è possibile formare direttamente
tutti gli stati del Charmonio.
 in annichilazione e+e- è possibile
formare solo gli stati con i numeri
quantici del fotone (JPC = 1- -).
 per protone-antiprotone il punto
cruciale è l’eliminazione del fondo
adronico.
LXXXVII Congresso Nazionale S.I.F.
Alghero, 26 Settembre – 1 Ottobre 2002
Collaborazione E835
Il metodo sperimentale
La curva di eccitazione della risonanza è
ottenuta facendo variare l’energia del
fascio e misurando il numero di eventi Nev
N ev  Lum  ( bkg   I beam ( E ' ) BW ( E ' E )dE ' )
 BW ( E ) 

k2
(2 J  1)
BR ( R  p p)  BR ( R  f )
1  4( E  M R ) 2 / R2
I
parametri
della
risonanza
dipendono direttamente dalla
distribuzione energetica del fascio
di antiprotoni.
LXXXVII Congresso Nazionale S.I.F.
Alghero, 26 Settembre – 1 Ottobre 2002
c f L
f
 10 7
f
L
 2 10 6
L
 E  50 150 keV
Collaborazione E835
L’apparato
sperimentale
Selezione delle coppie e+e-: l’Electron Weight.
seleziona i singoli elettroni dei decadimenti della
J/ e della ’ dalle coppie dovute principalmente
alla conversione dei fotoni e a decadimenti Dalitz.
Utilizza i segnali provenienti dal calorimetro,
dal Čerenkov e dagli odoscopi.
LXXXVII Congresso Nazionale S.I.F.
Alghero, 26 Settembre – 1 Ottobre 2002
Collaborazione E835
∫ L dt (pb-1)
50,0
Run I
40,0
35,0
1996-97
30,0
20,0
17,7
10,0
7,3
3,7
60,0
145 pb-1
14,4
12,4
0,0
∫ L dt (pb-1)
49,2
2,6
hc J/ c0 c1 hc c2 hc’ ’
1,9
0,8
3.8 4.3
GeV GeV
Run II
50,5
50,0
40,0
2000
32,9
30,0
20,0
15,1
10,0
0,0
6,0
c0
c1
LXXXVII Congresso Nazionale S.I.F.
Alghero, 26 Settembre – 1 Ottobre 2002
1,1
hc
c2 ’
5,2
3.8
GeV
113 pb-1
2,1
4.2
GeV
Collaborazione E835
Studio del decadimento c0  J/
accettanza = 0.430±0.005
efficienza di trigger (e+e-) = 0.90±0.02
 Campione iniziale:
sul picco della risonanza (bianco)
fuori risonanza (blu)
 Campione dopo il taglio sull’Electron Weight
 Campione dopo il taglio sulla probabilità di
fit cinematico
392 ev. sul picco
15 ev. fuori risonanza
efficienza dell’analisi = 0.84±0.01
LXXXVII Congresso Nazionale S.I.F.
Alghero, 26 Settembre – 1 Ottobre 2002
Collaborazione E835
Misura di massa e
larghezza della c0
massa
RUN II
p p  c 0  J /  e e 
 
larghezza
M  3415.4  0.4  0.2MeV / c 2
  9.8  1.0  0.1MeV


 c 0  p p  BR c 0  J /    (1.58  0.15  0.08) 10 3 keV
S. Bagnasco et al, Phys. Lett. B533, 237 (2002)
LXXXVII Congresso Nazionale S.I.F.
Alghero, 26 Settembre – 1 Ottobre 2002
Collaborazione E835
Misura di massa e
larghezza della hc
massa
RUN I
p p  hc  
larghezza
M  2984.1  2.1  1.0MeV / c 2
  20.4  76..77 2.0MeV
  3.8 11..10 11..90 keV
LXXXVII Congresso Nazionale S.I.F.
Alghero, 26 Settembre – 1 Ottobre 2002
Risultati Preliminari
Collaborazione E835
Rapporti di decadimento della ’
Nel RUN I sono stati collezionati ~10 pb-1 nella regione energetica
della ’.
BR (e  e  )
(7.4  0.2  0.7) 103
BR ( J /  0 0 )
0.187  0.009  0.013
BR ( J / h)
0.041  0.003  0.005
Phys. Rev. D62, 032004 (2000)
Nel RUN II sono stati collezionati ~15 pb-1 nella regione della ’ di cui
~13 sulla risonanza.
L’analisi dei dati è in corso di svolgimento e comprende anche il
canale di decadimento J/ +-.
LXXXVII Congresso Nazionale S.I.F.
Alghero, 26 Settembre – 1 Ottobre 2002
Collaborazione E835
Studio dei decadimenti in  e 
 grazie alla particolare cinematica delle reazioni;
 grazie alla precisione del sistema di tracciamento interno
(  4mrad;   8mrad);
 grazie ad un sistema di trigger appositamente studiato che
utilizza la lettura veloce del rivelatore a fibre scintillanti.
p p  c 0        
p p  hc   hc          
p p  '   c 0          
LXXXVII Congresso Nazionale S.I.F.
Alghero, 26 Settembre – 1 Ottobre 2002
Collaborazione E835
   
p
p


'


c






  
Test del fit cinematico
0
Il metodo: scan sulla massa delle 
Test su dati Monte Carlo (Geant)
Test su dati reali (picco della ’)
Risultati Preliminari
LXXXVII Congresso Nazionale S.I.F.
Alghero, 26 Settembre – 1 Ottobre 2002
Collaborazione E835
Conclusioni e prospettive
 Misura di precisione di massa e
larghezza della c0.
 Rapporti di decadimento in pp e
.
 Studio della hc  .
 Misura di massa e larghezza
della c1
 Studio dei decadimenti radiativi:
’cJ 
cJ J/ 
 Misura del Fattore di Forma del
Protone nella Regione Tempo
a Grande Quadrimpulso Trasferito.
 Rapporti di decadimento della ’.
LXXXVII Congresso Nazionale S.I.F.
Alghero, 26 Settembre – 1 Ottobre 2002
 Studio della c0 
 Studio di stati finali multi-
00, 0h
 Studio degli stati finali  e 
 Possibile conferma dello stato hc
Collaborazione E835