Введение к работе
Актуальность темы
Одним из наиболее распространённых процессов физики высоких энергий является множественное рождение адронов. в рамках квантовой хромодинамики (КХД) оно описывается в терминах рождения кварков и глюонов с их последующим переходок в стабильные адроны
адронизацяк. В то время как первая стадия процесса удовлетворительно описывается КХД, адронизация определяется свойствами сильного взаимодействия на больших расстояниях я до настоящего времени не имеет строгого теоретического описания.
Поскольку адронизация происходят на расстоянии порядка 10~" см, непосредственной регистрация доступны только рождённые в ней долгоживущне адроны. Одну из возможностей исследования внутренней динамики этого процесса даёт изучение корреляций между этими частицами. Большой интерес представляют корреляции тождественных частиц (т.н. бозе-эйнштейновскне корреляции), поскольку они чувствительны к пространственно-временным характеристикам адроннзации.
Согласно КХД в е*е~ аннигиляции в континууме адроны рождается в адроннзации кварка и антнкварка, а в прякых распадах T(1S) - нз Зд- я 799-состояннй. Таким образом, изучение БЭ корреляций в этих процессах позволяет сравнить пространственно-временные параметры адроннзации кварков и глюонов. Эта работа является частью программы экспериментов, выполненной на накопителе ВЭПП-4 с детектором НД-1.
В рамках разработки проекта В-фабрики И Я* СО РАН была выполнена работа по анализу возможностей наблюдения СР-нарушения в распадах В-мезонов. Происхождение СР-нарушения является одно! яз наиболее глубоких проблем современной физик», в "стандартної" модели СР-нарушения - модели Кобаяши-Маскавы (КМ) СР-нарушение вводится в матрицу смешивания кварков, что требует смешивания не менее трёх поколений кварков. Слабое смешивание третьего поколения с двумя первыми определяет малость СР-нечетных эффектов в процессах с d, u, s. с-кварками, для В-мезонов этого подавления нет и СР-нарушение может быть большим. Это делает их наиболее привлекательным объектом для проверка модели КМ.
Наиболее перспективен поиск СР-нарушения в распадах нейтральных В -мезонов с участием В -В -смешивания. Лля наблюдения СР-нарушения в таких процессах необходимо нечение исходного В-мезона, т. е. разделение В0 и В0. Обычно это предполагается делать путём изучения распада В-мезона, рождённого совместно с исследуемым В0 и, следовательно, имеющего противоположный аромат. В экспериментах на высоких энергиях возможно также "самомечение" В0 зарядом л- или К-незона, рождённого совместно с ним в двухчастичных распадах возбуждённых В-мезонов. Изучение возбуждённых состояний представляет и большой самостоятельный интерес для понимания особенностей сильного взаимодействия в адронах с тяжёлыми кварками. Новый метод их пояска, позволяющий значительно уменьшить необходимую светимость, был одним из преднетов данной работы.
Цель работы
Цепью работы являлось измерение пространственно-временных параметров адронизации кварков и глюонов путёк изучения корреляций тождественных пионов в T(1S) и близлежащем континууме и поиск наиболее перспективных путей наблюдения СР-нарушения на е*е" В-фабрике.
»
Научная новизна работы
-
Впервые проведено измерение параметров БЭ корреляций в распадах T(1S) мезона и в близлежащей континууме с учётом эффектов нетождественных частиц (Кл и ДР-), резонансов и кулоновского взаимодействия в конечном состоянии.
-
Показано, что в ранках'модели Кобаяши-Маскавы для Поиска СР-нарушения наиболее перспективен механизм, использующий интерференцию В - и В -распадов в общие конечные состояния,
d d
возникающую в результате В -В -смешивания.
-
Показано, что при анализе СР-нарушения по этому механизму с измерением временной зависимости вероятностей распадов могут быть устранены адронные неопределённости в амплитудах распадов.
-
Замечено, что измерение большого В -В -смешивания сделало
d d
оценку статистики, необходимой для наблюдения СР-нарушения в В -распадах по каналам Ъ+с и Ъ*и, стабильной по отношению к
возможной вариации V , V и m .
td ub t
5, Показано, что если СР-нечётная фаза невелика, наблюдение
СР-нарушения в КМ-подавленных распадах В -мезона по каналу Ь-ш
требует меньшей статистики, чем в КМ-разрешённых - Ь->с.
6. Обращено внимание на возможность определения аромата В-
незона по заряду л- или К-мезона, рождённого совместно с ник а
двухчастичных распадах возбуждённых В-мезонов. Предложен і
опробован в эксперименте новый метод поиска таких состояний.
Научная и практическая ценность результатов работы .
-
Измерены параметры БЭ корреляций с учётом поправок на вклады нетождественных пар, долгоживущих частиц, резонансов ж кулоновское взаимодействие в конечном состоянии.
-
Сравнение БЭ корреляций в распадах Т(1Б)-мезона и в континууме показало близость пространственно-временных параметров адронизации кварков и глюонов.
3. Выявлены наиболее перспективные для наблюдения
СР-нарушения процессы и предложены методы их анализа,
минимизирующие необходимую светимость.
-
Определены основные физические параметры е*е" В-фабрики (асимметрия энергий и светимость), гарантирующие наблюдение СР-нарушения в рамках Стандартной Модели.
-
На данных детектора ALEPH автором продемонстрирована эффективность нового метода поиска возбуждённых В-адронов. Впоследствии подобный метод использовался детектораки OPAL и DELPHI при наблюдении IP-уровней В- и В -мезонов. Тем же методом планируется поиск Z - и -барионов.
Апробация диссертации
Основные результаты изложенные в диссертации докладывались на семинарах в ГНЦ "ИЯФ им. Г. И. Будкера СО РАН", Ст. Петербургском ИЯФ им. Б. П. Константинова и Вильсоновской лаборатории Корнэльского университета (Итака, США, 1990, 91), на Международном рабочем совещании по В-физике (Гатчина,СССР, 1990), на Международном рабочем совещании по детектору для В-фабрики (Стэнфорд, США, 1991), на Сессии Отделения ядерной физики Российской АН (1992) и опубликованы в работах (1-7].
