J/ψ→γππππ的分波振幅分析

摘要

本文采用北京谱仪(BES Ⅱ)在北京正负电子对撞机(BEPC)上收集的5,800万J/ψ数据，利用协变张量振幅分析方法，在π+π-π+π-不变质量小于2.4GeV的范围内，分别用分区间拟合和整体拟合的方法对J/ψ→γπ+π-π+π-衰变道中间态的自旋宇称做了详细的研究。在分析中间衰变过程方面，与MARK Ⅲ和DM2合作组比较，本论文除了考虑J/ψ→ρρ中间衰变模式，还考虑到了其它两种中间衰变模式： J/ψ→σσ和J/ψ→f2(1270)σ。 在对不变质量在2.4GeV以下的π+π-π+π-质量谱进行整体拟合研究中，我们看到了不变质量谱在低质量端主要由0-+成分构成，本论文还使用不带中间态的分区间拟合方法对π+π-π+π-不变质量谱进行拟合，发现用分区间拟合得到的结果与整体拟合得到的结果是相符的。 此外，我们还做了最佳解的信号显著性与共振态JP改变的检查，检查结果表明分波振幅分析可以区分各种自旋宇称态，因此我们认为得到最佳解是正确的。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1粒子物理学

1.1.1标准模型

1.1.2强子态

1.1.3胶球的性质及其寻找

1.1.4胶球的质量

1.1.5寻找胶球的实验

1.1.6胶球的判定准则

1.2粲偶素家族

1.3 J/ψ衰变

1.4论文选题的目的和论文的结构

1.4.1论文选题的目的

1.4.2论文的结构

第二章北京谱仪与粒子的鉴别

2.1粒子加速器

2.2北京正负电子对撞机(BEPC)

2.3北京谱仪(BES)

2.3.1束流管(Beam Pipe)

2.3.2顶点探测器(Vertex Chamber)

2.3.3主漂移室(Main Drift Chamber)

2.3.4飞行时间计数器(Time Of Flight)

2.3.5簇射计数器(Shower Counter)

2.3.6磁铁系统(Magnet System)

2.3.7μ子计数器(Muon Counter)

2.3.8亮度监测器(LUminosity Monitor)

2.3.9气体系统(Gas System)

2.4 BES数据获取和分析

2.4.1 BES的数据获取

2.4.2离线数据分析处理系统

2.5粒子鉴别

2.5.1带电粒子的鉴别

2.5.2光子的鉴别

2.5.3运动学拟合

第三章J/ψ→γπ+π-π+π-的事例挑选和本底分析

3.1事例的末态和主要的本底道

3.2J/ψ→γπ+π-π+π-的事例初选

3.2.1带电径迹的选择条件

3.2.2光子的选择条件

3.2.3事例初选样本的获得

3.2.4 J/ψ→γπ+π-π+π-事例终选

3.2.5本底分析

第四章分波振幅分析方法

4.1分波振幅分析方法简介

4.2初始考虑和目标

4.3分波振幅和截面

4.4最大似然法

4.5 Monte Carlo积分

4.6分波分析流程

第五章J/ψ→γπ+π-π+π-的分波振幅分析

5.1分波分析过程

5.1.1本底扣除

5.1.2拟合方法

5.1.3不带中间态的分区间拟合

5.1.4拟合方法

5.2整体拟合

5.2.1质量宽度扫描

5.2.2参数显著性检验

5.3整体拟合给出的分支比及系统误差

5.3.1整体拟合给出的分支比

5.3.2整体拟合给出分支比的系统误差

第六章拟合结果分析与讨论

6.1拟合结果检查

6.2结果与讨论

附录AJ/ψ→γπ+π-π+π-分波振幅公式

A.1J/ψ→γX→γ(yz)→γ(π+π-π+π-)衰变道公式符号说明

A.2 J/ψ辐射衰变中振辐和衰变截面的一般公式

A.3 J/ψ→γπ+π-ππ+π-的分波振幅Ui μv

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢