北京谱仪实验30年物理成果

<正>自1989年北京谱仪运行30年来,我国陶粲能区物理实验研究从蹒跚起步到今天已经国际领先。北京谱仪实验在陶物理、粲物理、强子物理等方面取得了丰硕的成果,做出了包括陶质量精确测量(上左)、     

FOREWORD

The ＂International Workshop on e＋e- collisions from phi to psi＂ （PHIPSI09）, was held at Institute of High Energy Physics （IHEP）, Chinese Academy of Sciences （CAS）, Beijing, China, from Tuesday, October 13 to Friday, October 16 2009. This is the seventh workshop in a series, which started in Karlsruhe in 1996 and continued in Novosibirsk （1999）, SLAC （2001）, Pisa （2003）, Novosibirsk （2006）, and Frascati （2008）,     

Ψ′→KSKL的首次观测及其物理应用

利用北京谱仪采集的 1400万Ψ′数据,对粲偶素衰变到赝标介子对KSKL进行了寻找,首次观测到信号并测量了其衰变分支比,并首次确定Ψ′衰变中强振幅和电磁振幅之间的相角接近±90°.结合从北京谱仪采集的J/Ψ数据中测得的J/Ψ→KSKL的分支比,确定了Ψ′→KSKL相对于微扰量子色动力学“12%”规则的反常增强,对粲偶素的衰变机制研究提出了新的挑战.     

最优化的北京谱仪取数时间

就北京正负电子对撞机一定运行状态下,北京谱仪如何确定每次注入束流的最佳取数时间建立了一个通用的数学模型.将这个模型应用于目前正在进行的ψ′数据采集,给出了最优化的北京谱仪取数时间,使得在同样的运行条件下,可以尽可能多地采集到对物理有意义的数据.此工作的分析可以推广到其他的高能物理实验.     

τ-粲能区物理及对加速器和探测器设计的要求

基于τ-粲能区的物理目标和各物理过程的截面,估计了该能区新一代加速器典型亮度下的事例率和每年运行取得的事例数. 指出加速器亮度应优化在ψ″和ψ(4160) 之间,峰值亮度决定于探测器触发判选系统、电子学系统及数据获取系统等能处理的最高事例率.     

BESⅡ上光子探测效率的研究

利用J/ψ→ρπ衰变道,对BESⅡ上BSC对于光子的探测效率做了细致的研究.结果表明在从探测器光子能量阈值直到BES上可产生的最大光子能量范围内,用目前的Monte Carlo可以在1%—3%的精度下模拟光子的探测效率.并且对Monte Carlo在探测效率上与数据的差别进行了详细研究.同时用质心系能量s=3.770GeV处的e+e–→γe+e–数据检验了高能区MonteCarlo和数据的探测效率都达到100%,并且在1%精度下是一致的     

e+e-实验中ψ(2S)能区连续态单光子湮没过程的贡献

研究了e+e-实验中ψ(2S)能区连续态单光子湮没过程的截面对观测总截面的贡献. 针对ψ(2S)质量处ωπ0和π+π-两个观测末态,利用唯象模型估计了单光子湮没过程贡献的大小. 分析表明,对于ψ(2S)→ωπ0和ψ(2S)→π+π-,以及其他电磁末态分支比的确定,单光子湮没过程的贡献必须认真考虑. 通过研究,我们认为对于BES实验来说,为了获得共振态电磁末态分支比的正确结果,至少需要在低于ψ(2S)共振峰的能量点采集10pb-1的数据.     

抽取信号的χ2分布拟合方法

BESⅡ上测量ψ(2S)辐射衰变时, 鉴于本底道的污染非常严重, 提出了一种抽取信号事例数的χ²拟合方法. 大量的蒙特卡罗模拟表明, 信号道与各个本底道的χ²分布形状各不相同. 这些特点提供了从数据的χ²分布中抽出信号道事例数的χ²拟合方法. 从蒙特卡罗模拟的结果来看, χ²拟合方法的误差小于2%.     

粲偶素衰变过程中ρπ疑难的研究

详细回顾并广泛评论了粲偶素衰变过程中有关ρπ疑难的各种理论解释和探讨. 在可能的情况下, 将有关的理论预言与相应的实验数据进行了细致的比较. 描述并讨论了三种估算ψ′和J/ψ衰变分支比比值的方法. 针对目前的现状, 指出为了深入理解ρπ疑难以及更进一步了解粲偶素衰变的动力学机制, 需要从理论探究、唯象分析和实验测量多方面进行系统、深入和全面的工作.     

北京谱仪中性径迹测量误差的确定

首先检查了北京谱仪(BES)桶部簇射计数器(BSC)对γ光子电磁簇射形成的中性径迹的沉积能量和空间位置的测量值;然后,利用辐射Bhabha事例修正了BSC的沉积能量及其误差δE;利用e⁺e^－→γγ(γ)过程确定了BSC测量中性径迹的空间位置的误差,这些研究结果可以减小用运动学拟合方法分析包含中性径迹的物理事例的系统误差,提高BES的测量精度.