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BESⅢ上J/ψ→nK_S~0（？）+c.c过程的研究

作　者: 张伟东
导　师: 魏代会
学　校: 广西师范大学
专　业: 理论物理
关键词: J/ψ衰变重子激发态 Monte Carlo 分支比 BESⅢ
分类号: O572.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

重子结构的研究一直是强子物理、物质微观结构研究的一个重要领域,重子谱及各种产生和衰变率是研究重子内部结构和相互作用的主要手段。1974年发现的粲夸克偶素粒子J/ψ为重子谱研究开辟了新的领域,粲偶素衰变被公认是研究N*、∧*和∑*等重子激发态的理想场所。北京正负电子对撞机和北京谱仪经过升级改造后,于2009年夏获取了大约225M的J/ψ数据,这是目前世界上最大的J/ψ数据样本。利用该数据通过粲偶素衰变可以改善重子激发态的数据质量和进一步完善重子谱。本文基于BESⅢ上获取的2.25亿的J/ψ数据,对末态是npπ-π+π-和npπ+π-π+的重子衰变道J/Ψ→nKsoA+c.c及其电荷共轭衰变道J/Ψ→nKsoA和J/Ψ→nKsoA进行了详尽的分析研究。详细介绍了该衰变道的数据分析过程,包括事例选择,本底分析,信号拟合,分支比测量等工作,最后精确计算出了它们的衰变分支比,结果如下所示：Br(J/.Ψ→nKsoA±c.c):(5.92±0.11)×10-4 Br(J/.Ψ→nKsoA)=(2.92±0.06)×10-4 Br(J/.Ψ→nKsoA)=(3.03±0.06)×10-4对于该结果的测量比BESⅡ实验数据结果更精确,统计误差小,结果更好。利用得到的该过程的实验数据,对Ks0∧的不变质量谱进行了研究,发现在K：灭阈值附近观测到一个明显增长结构与BESⅡ看到的结果一致,另外还观察到了N(1710)、N(1900)信号。对于BESⅡ上J/ψ→pK-∧的pA不变质量谱上近阈观察到X(2075)信号。但是,在BESⅡ上对于同位旋衰变过程的J/ψ→nKs0∧的nA不变质量谱上却没有看到明显的信号,利用BESⅢ数据我们在nA不变质量谱,发现此结构仍然不清晰。在nKs0的不变质量谱上我们观察到了非常清晰的∧(1520)、∧(1670)、∧(1690)、∧(1810)。对于重子激发态的进一步研究(包括质量,宽度,衰变分支比,以及自旋宇称等)需要进行详细的分波分析研究。通过BESⅢ上J/ψ→nKs0∧及电荷共轭衰变道的研究可以改善重子激发态的数据质量和进一步完善重子谱。利用J/ψ衰变到重子道过程进行重子激发态的研究是一项很有意义的工作。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章引言  8-20
  1.1 粒子物理研究历史及现状  8
  1.2 粒子物理理论基础  8-14
    1.2.1 标准模型  8-10
    1.2.2 基本粒子分类  10-12
    1.2.3 强子结构  12-14
  1.3 J/ψ及粲偶数的研究  14-16
    1.3.1 J/ψ及粲偶数发展历史及现状  14-15
    1.3.2 J/ψ粒子及粲偶素产生衰变机制  15-16
  1.4 重子物理的研究  16-17
  1.5 粒子物理实验  17-18
  1.6 论文选题的意义和论文结构  18-20
    1.6.1 论文选题的目的和意义  18-19
    1.6.2 论文选题的结构  19-20
第二章北京正负电子对撞机BEPCⅡ和北京谱仪BESⅢ  20-44
  2.1 北京正负电子对撞机BEPCⅡ和京谱仪BESⅢ  20-22
  2.2 北京谱仪BESⅢ  22-37
    2.2.1 对撞区与束流管  24-25
    2.2.2 主漂移室(MDC)  25-28
    2.2.3 飞行时间计数器(TOF)  28-30
    2.2.4 电磁量能器  30-34
    2.2.5 超导磁体  34-35
    2.2.6 μ子鉴别器  35-37
  2.3 数据获取和分析系统  37-43
    2.3.1 电子学系统  37-38
    2.3.2 触发判选系统  38-39
    2.3.3 在线数据获取系统  39-40
    2.3.4 离线数据处理系统(Offine Software System)  40-43
  2.4 本章小节  43-44
第三章粒子鉴别方法与高能物理实验Monte Carlo方法模拟  44-63
  3.1 电径迹的初步选择和鉴别  44-50
    3.1.1 带电径迹的选择  44-46
    3.1.2 带电粒子鉴别  46-50
      3.1.2.1 利用dE/dx进行带电粒子鉴别  46-48
      3.1.2.2 利用TOF进行粒子鉴别  48-49
      3.1.2.3 K、π和质子p的鉴别  49
      3.1.2.4 电子和μ子的鉴别  49-50
  3.2 利用运动学拟合进行粒子鉴别  50-52
  3.3 高能物理实验上的Monte Carlo模拟  52-62
    3.3.1 高能物理实验数据分析过程  52-55
    3.3.2 蒙特卡罗模拟方法  55-61
    3.3.3 BESⅢ上的事例顶点的重建  61-62
  3.4 本章小结  62-63
第四章工作内容BESⅢ上J/ψ→nK_s~0∧+c.c过程分支比的测量  63-84
  4.1 前言  63-64
  4.2 事例选择  64-66
  4.3 事例终选  66-70
  4.4 事例终选结果  70-71
  4.5 本底研究  71-74
    4.5.1 在蒙特卡罗(Monte Carlo)样本对J/ψ→anything衰变进行研究  71-72
    4.5.2 蒙特卡罗(Monte Carlo)样本模拟本底衰变道进行研究  72-74
  4.6 J/ψ→nK_s~0∧+c.c分支比测量  74-76
  4.7 事例检查与讨论  76-83
  4.8 本章小节  83-84
第五章总结与展望  84-86
参考文献  86-89
后记、致谢  89-90

BESⅢ上J/ψ→nK_S~0（？）+c.c过程的研究

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