Transcript ppt (1.7 MB)

Dlaczego badamy mezony η i η’?
Joanna Stepaniak
Warszawa,13.01.2006
Plan
• Własności mezonów η i η’
→skład kwarkowy, domieszka gluonów
• Oddziaływanie η-N
→ Własności S11(1535), spektroskopia rezonansów
barionowych
• Oddziaływanie eta-jądro
→Nowa forma materii?
• Rozpady mezonów η i η’
→ Testy C,CP
• Anomalie w rozpadach B→Kη’ i B→Kη’X
η(547),η’(958)
IG(JPC) 0+(0-+)
Całkowita szerokość Γ(η) =1.2 keV Γ(η’) = 202 keV
e+
e-
γ
γ
η
Informacja doświadczalna o szerokości
z tego procesu + BR dla innych kanałów
rozpadu
Średnia swiatowa Γ(ηγγ)=0.542±0.031 keV
Γ(η’γγ)=4.59±0.27 keV
Szerokości sa tak małe, bo „silne” rozpady łamią
prawa zachowania, a więc możemy sprawdzać
jak bardzo
1
0 
(| uu   | dd   | ss ),
3
1
8 
(| uu   | dd  2 | ss ),
6
Aby wyjaśnić BR γγ trzeba założyć, że te dwa stany mieszają się
  8 cos   0 sin 
 '  8 sin   0 cos 
Oceny kąta mieszania na podstawie rozpadów 2γ, J/Ψ → η(η’)γ, formfaktorów,
modeli kwarkowych dają wartości od -120 do -220 . Jeśli θ = -200
1

(| uu   | dd   | ss )
3
1
'
(| uu   | dd  2 | ss )
6
Obserwowana masa η’ jest zbyt duża, próbuje się dodawać składową gluonową
γ
η
γ
η i η’ w rozpadach mezonu B
BR(B→Kη’) (70.8 ±3.4)10-6 > BR(B→Kπ) (12.1 ±0.8)10-6
Dziwne, znacznie mniejsza przestrzeń fazowa.
Różnica może tkwić w składowej singletowej multipletu
Proponuje się wyjaśnienie poprzez:
1) domieszkę gluonów w funkcji falowej η
2) wkład ciężkich kwarków.
Coupling of η and η’ to two gluons
Exchange and rescattering
of colour-singlet object
Jak produkowano mezony eta?
• W oddziaływaniach pionów– duże przekroje czynne
pierwsza obserwacja (1961)
• W fotoprodukcji CLAS,GRALL,MAMI,CEBAF
• W oddziaływaniach nukleon-nukleon – zderzenia centralne
przy progu, WA102 przy 450 GeV : fuzja gluonowa?
• W zderzaczach ee, z rozpadów mezonu Φ (KLOE -Dafne,
Nowosybirsk)
Naiwny model kwarkowy
nie opisuje dobrze widma
tych stanów. Siły zależne
od zapachu (Glozman,Riska)?.
molekuły?
Szerokośc radiacyjna S11(1535)
    ) ~  
    ) ~  
 N   ) ~  
    ) ~  
Różne wyniki dla kanałów z pionem i etą. Ale w kanałach z pionem większe tło
Oddziaływanie eta-nukleon
Czy mogą istnieć jądra etowe?
aηN=0.91±0.06 + i(0.27±0.02)
Analiza reakcji πN→ηN, γN→πN, γN→ηN
Green,Wycech
Batinic
aηN =0.717±0.03 + i(0.263±0.025)

Dodatnia długość rozpraszania –eta może się wiązać, ale
żyje krótko, ważny jest kanał absorpcyjny
ηN→N*(1535)→πN
Ocena szerokości – 10-50 MeV
Różne oceny minimalnego A jądra quasi-związanego.
Reakcje d+d→4He+η i p+d→3He+η
wzmocnienie w stosunku do oczekiwań.
Produkcja mezonów w okolicy progu.
Duże przekazy pędu.
Niewiele fal parcjalnych, głównie fala s.
Małe pędy względne – badanie oddziaływania w stanie końcowym między
produktami reakcji.
Łatwość tagowania: ciężkie produkcji reakcji emitowane w małym kącie
bryłowym.
Przekazy pędu przy progowej produkcji
mezonów
Δp[MeV] Δp[fm-1] R[fm]
π
370
1.9
0.53
η 770
η’ 1060
3.9
5.4
0.26
0.19
Zderzenie musi być centralne, aby cała energia kinetyczna protonów
w CMS mogła zostać użyta na wyprodukowanie cząstki o dużej masie
Test niezmienniczości względem sprzężenia
ładunkowego
C |      
  3
  2
Oczekiwana bardzo mała wartość (stosunek przestrzeni fazowej),
nawet jeśli C byłoby łamane. Doświadczalna wartość<10-5
    ee
 4  10 5
  cokolwiek
Present CP violation limits from eta decays
(flavour conserving sector)
WASA at CELSIUS η→ 3π
η→π-π+e-e+
candidate
Podsumowanie
1.
2.
3.
4.
Nie do końca rozumiemy budowę najlżejszych
mezonów. Czy ważne sa gluonowe stopnie swobody?
W rozpadach mezonu eta można szukać efektów lamania
podstawowych symetrii. Potrzebne dokładniejsze dane.
Produkcja mezonu eta stanowi filtr dla rezonansów
barionowych.
Oddzialywania w obszarze nieperturbacyjnej QCD.Testy
ChPT.