Studio dei decadimenti Studio dei decadimenti adronici dei mesoni con adronici dei mesoni con charm charm in 5 corpi carichi in 5 corpi carichi D + , D s + + + + - - D + K - + + + - D + , D s + K + K - + + - Tesi di laurea di Emanuele Simili Università degli Studi di Milano Dipartimento di Fisica 15 Ottobre 2002
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Studio dei decadimenti adronici dei mesoni con charm in 5 corpi carichi Studio dei decadimenti adronici dei mesoni con charm in 5 corpi carichi D +, D.
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Studio dei decadimenti adronici Studio dei decadimenti adronici dei mesoni con dei mesoni con charmcharm in 5 corpi in 5 corpi
carichicarichi
D+, Ds+ + + + - -
D+ K- + + + - D+, Ds
+ K+ K- + + -
Tesi di laurea di
Emanuele Simili
Università degli Studi di Milano
Dipartimento di Fisica
15 Ottobre 2002
Sommario
2 - Breve introduzione teorica
1 - Apparato sperimentale
3 - Studio dei canali di decadimento a 5 corpi tramite l’utilizzo di un nuovo algoritmo di selezione, da me implementato nell’ambito del framework ROOTROOT
5 - Studio della stabilità delle misure
6 - Confronto tra i risultati da me ottenuti con ROOTROOT e quelli ottenuti con la vecchia metodologia d’analisi PAWPAW
(D+ + + + - -) / (D+ K- + + + -)
(Ds+ K+ K- + + -) / (Ds
+ + + + --)
(D+ K+ K- + + -) / (D+ K- + + + -)
4 - Misura dei rapporti di decadimento
L’esperimento FOCUS (E831)Esperimento di fotoproduzione di charm a targhetta fissa: successore di E687, é installato al Fermilab (U.S.A.); periodo di presa dati: 1996-1997
Tagli Čerenkov (identificazione del tipo di particelle)
L = distanza tra vertice di produzione e vertice di decadimento
L = errore associato alla misura di L
Tagli Topologici (riduzione del fondo combinatorio)
Momento del mesone D prodotto
Distanza del vertice secondario dal bersaglio in rapporto al suo errore(si richiede decadimento in aria)
Zout > 0
Iso1 < 0.01
Dmom > 25 GeV
Mulprim > 1 Molteplicitá delle tracce uscenti dal vertice primario
22spL
Livello di confidenza con cui una traccia proveniente dal vertice secondario puó appartenere al primario
D+
L/L > 10
…imponiamo richieste piú stringenti sull’identificazione di e di K.
Contaminazioni dovute al decadimento: D*+ D0 + ...
Tagli Cinematici (rimozione delle ‘ riflessioni’ )Contaminazioni provenienti dal decadimento: D+ , Ds
+ `(958) +
+
+0
Studio delle “riflessioni” (canale 5)In questo canale sono presenti contributi dai In questo canale sono presenti contributi dai
decadimentidecadimenti D*+ D0 +
++ stato finale = 5
K++ con erronea identificazione del Kricostruito come
seguito a cascata da:seguito a cascata da:
oppure
m = mD*+ mD0 146 MeV
Infatti entrambi gli istogrammi della differenza di massa Infatti entrambi gli istogrammi della differenza di massa presentano un evidente picco in corrispondenza di: presentano un evidente picco in corrispondenza di:
m = mK4 - mK3 m = m5 - m4
Dopo un Dopo un fitfit elimino elimino gli eventigli eventi compresicompresi
entro entro 22 da questo da questo
picco.picco.
Istogrammi Finali 5 K4
Canale: +++
(set di tagli ottimale)Canale: K+++
(set di tagli ottimale)
mD+ 1.869 GeV
mD+ 1.869 GeV
mD+ 1.969 GeVs
Studio del canale 2K31a Evidenza sperimentale del decadimento: D+ K+ K- +
+ -
Yield = 35 9
Misura dei rapporti di decadimento
Risultati ottenuti:
(Ds+ K+ K + + )
= 0.76 0.09 (Ds
+ + + + )
(D+ K+ K + + )= 0.030 0.008
(D+ K + + + )
0.288 ± 0.07 (PDG)
Stime precedenti:
1.2 ± 0.7 (PDG)
Branching ratio :=(f1)
(f2)
Yield(f1)
(f1) Yield(f2)
(f2)=
(D+ + + + )= 0.251 0.016
(D+ K + + + )
L’errore è migliorato di un fattore ~ 4
1a stima
Analisi della stabilità del B.R.
Indipendenza della misura dal particolare insieme di tagli adottato
(D+ K + + + )
(D+ + + + )
L/ Dmom
Zout
isolation1
-consistency
(Ds+ K+ K + + )
(Ds+ + + + )
…ho effettuato uno studio analogo rispetto al B.R
Strumenti computazionali
La mia analisi si è basata sull’utilizzo
del software di analisi ROOTROOT, e di un algoritmo di selezione da me implementato in ex-novo in linguaggio
C++C++Questo approccio ha il duplice scopo di:• Verificare la consistenza dei risultati che sono stati ottenuti sino Verificare la consistenza dei risultati che sono stati ottenuti sino adad
ora attraverso l’oramai consolidata struttura d’analisiora attraverso l’oramai consolidata struttura d’analisi FortranFortran,,• Dare un esempio concreto d’analisi svolta secondo i nuovi Dare un esempio concreto d’analisi svolta secondo i nuovi standard standard che saranno presto impiegati dal gruppo nell’ esperimentoche saranno presto impiegati dal gruppo nell’ esperimento BTeVBTeV, in , in corso di progettazione al corso di progettazione al FermiLab FermiLab . .
Inoltre il maggior livello d’astrazione del linguaggio C++C++ ha reso possibile la realizzazione di un selettoreselettore di nuova concezione...
Algoritmo di selezioneIl meccanismo di funzionamento del mio selettore selettore è il seguente:
(file di configurazione
definito dall’utente)
(parser XML) i set di tagli
vengono passati al selettore
n-tuplePAW
n-tupleROOT
Skimmed Data
a1
b1
c1
a2
b2
c2a2
b2
c2
a2
b2
c2
b3
a3
c3
b3
a3
c3
b3
a3
c3
b3
a3c3 b3
a3
c3……...
……...
……...
……...
(per ogni combinazione di tagli viene riempito un istogramma)
tutti gli istogrammi generati vengono salvati in un file
formato ROOTROOT
…e tramite ROOTROOT gli istogrammi possono essere visualizzati e interpolati.