Inklusive Selektion von Initial State Radiation-Ereignissen mit dem BABAR-Detektor. Andreas Petzold

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1 Inklusive Selektion von Initial State Radiation-Ereignissen mit dem BABAR-Detektor Andreas Petzold

2 Überblick PEP II - B - Fabrik und BABAR - Detektor Initial State Radiation Motivation QED, (g - 2), R had Exklusive R had -Messung Inklusive R had -Messung Ereignisselektion Vergleich Daten-MC Zusammenfassung 2

3 PEP II & BABAR e GeV Instrumentiertes Eisenjoch IFR Silizium Vertex Tracker SVT 15 m z Hitauflösung Cherenkov Detektor DIRC K- -Separation e + e - 9 GeV e + e - Speicherring CM-Energie: GeV = M( (4S)) Spitzenluminosität: 9.2e33 cm -2 s -1 Integrierte Luminosität: 244 fb -1 e - Driftkammer DCH (p t )/p t =0.13%p t +0.45% Elektromagnetisches Kalorimeter EMC E /E=2.3%E -1/4 1.9% Supraleitende Spule 1.5T 3

4 Initial State Radiation Schwerpunktsenergie wird durch Photon- Abstrahlung im Anfangszustand reduziert (radiative return) zu s ' =s 1 2 E CM s ISR Wirkungsquerschnitt (LO) d s, x d x =W s, x 0 s 1 x W s, x = [ 1 x 1 1 x 2 ] r a d r a d d N f 1 f e e s ' f s ' = d N f 1 ISR-Ereignisse bieten Zugang zum gesamten Energiebereich von der 2 -Schwelle bis zur Maschinenenergie ISR-Ereignisse sind parasitär, d.h. keine dedizierte Strahlzeit notwendig 0.088@ 4 S 0.067@ 4 S 4

5 Motivation, QED Hadronische Beiträge zur laufenden Kopplung QED s = lep s h a d s top s 5 h a d s = s 3 P d s ' 2 4 m R h a d s ' s ' s ' s R h a d s = e e hadrons e e D (5) had 5

6 Motivation, a Anomales magnetisches Moment des Myons a a = a QED a h a d a w eak = h a a m 2 d m d s R h a d s K s s 2 R h a d s = e e hadrons e e 6

7 R had große Fehler wenig Datenpunkte QCD Tests möglich Unsicherheiten bei relativer Normalisierung zwischen Experimenten Davier, Eidelmann, Höcker, Zhang GeV E CM 4.1GeV 5GeV s 6.5GeV 7

8 Exklusive R had -Messung mit ISR Aufsummierung aller möglichen hadronischen Endzustände 2 g,4 g,2 2Kg,... ISR-Photon wird detektiert Hohe Auflösung in s und Untergrundunterdrückung Vollständige Rekonstruktion des Endzustandes mit BABAR- Teilchenidentifizierung 8

9 Inklusive R had -Messung mit ISR Rekonstruktion des ISR-Photons verschmiertes Spektrum Bestimmung von s' aus E g Auflösung in s' abhängig von E g -Auflösung Inklusive Analyse ist blind gegenüber Endzuständen Studien zur Untergrundunterdrückung Nicolas Berger, BABAR MC MC Spektrum Photonen aus Untergrundreaktionen ( 0, ) s'/gev 2 ISR-Photonen 9

10 Ereignisselektion BABAR Eventdisplay c hochenergetisches Photon > 3 GeV Separation vom hadronischen Restereignis 10

11 Selektion: Beispiel 1 Photonidentifikation Laterales Moment der Kalorimeterschauer MC Signal Untergrund 11

12 Selektion: Beispiel 2 Fisher-Diskriminante Linearkombination mehrerer Ereignisformvariablen, so dass Separation zwischen Untergrund und Signal auftritt MC Signal Untergrund 12

13 Vergleich mit Daten Daten? (radiative Bhabhas, gg,...) Signal udsc MC Untergrund aus hadronischen -Zerfällen MC Untergrund aus udsc MC 13

14 MC-Simulation Fragmentation optimiert auf s = 10 GeV Neues Fragmentationstuning für niedrigere Schwerpunktsenergien Untergrund: radiative Bhabhas, gg,... Simulation problematisch Neue Generatoren mit NLO ISR-Implementierung: KKMC, Phokhara 14

15 Zusammenfassung ISR ist ein interessantes Arbeitsgebiet R had -Messung wichtiger Input für theoretische Vorhersagen Selektion von ISR-Ereignissen mit BABAR möglich Anpassung der MC-Simulation nötig -Paare es ist noch viel zu tun! 15