马海龙 (BES合作组) 第七届全国高能物理会议(桂林) Oct.28—Nov.1, 2006 DDbar Cross Section At 3.773 GeV in Double Tag Method 马海龙 (BES合作组) 第七届全国高能物理会议(桂林) Oct.28—Nov.1, 2006

物理意义 １ 截面测量存在系统的偏离 ２ 某种潜在的效应 ３ 可能存在可观的non-DD衰变 (3770) is thought to decay almost entirely to pure DDbar, but there is large discrepancy between and Cross section at peak (PDG04 parameters) (MARK-III) １　截面测量存在系统的偏离 历史上，(3770) 到DDbar的率变分之比并不饱和，这一直是粲偶素物理中的未解之迷！！！ ２　某种潜在的效应 ３　可能存在可观的non-DD衰变 为了解释这个疑难，一方面需要更精确地测量(3770)到强子的观测截面，另一方面需要更精确绝对地测量DDbar产生截面

利用双标记方法绝对测量3.773GeV处的DDbar产生截面 物理意义 What is the total branching fraction for non-DDbar decays? 传统的理论模型无法解释这一差异，曾经尝试的理论有 S-D mixing, puzzle, Re-scattering mode, Interference… 至今没有确切的答案 利用双标记方法绝对测量3.773GeV处的DDbar产生截面 理解(3770)的衰变机制 理解并检验某些理论模型 还可以测量D介子的强子衰变分之比 进一步的研究还可以测量(3770)到DD, non-DD分支比

Largest sample from CLEO-c 数据样本 Largest sample from CLEO-c by Spring, 2005 17.3 pb-1 of data taken at 3.773 GeV with the BESII detector at the BEPC collider from 2001 to 2004

D D D D DDbar 的产生 K- K- K+ K+ tag tag D0 D+ e+ e- e+ e- D0 D- Absolute measurement, does not depend on branching fractions of D meson decays Using ‘double tag’ method, pioneered by MARK-III, to identified DD-bar pair Double tag method Near DD-bar production threshold region tagged one D meson K- K- D D tag π+ tag π+ π+ D0 D+ e+ e- e+ e- D0 D D- D K+ K+ π- - π- - π- - π- - tagged another D π+

双标记方法 D介子部分强子衰变分支比 (i = j) (i ≠ j) 中性和带电DDbar事例总数 优点在于，其不依赖于输入分之比 最早是由MARKIII合作组发展的 (i = j) (i ≠ j) 中性和带电DDbar事例总数 D介子部分强子衰变分支比 式中L≈17.3pb-1为数据样本积分亮度 优点在于，其不依赖于输入分之比

事例选择 单标记候选模式 包括电荷共轭 双标记候选模式 …其他单标记共六个 …其他单标记共七个

径迹选择 <0.02 m & |z| < 0.2 m <0.08 m & |z| < 0.2 m 带电径迹 事例中至少有两条好的带电径迹被重建出来 光子 KS0衰变径迹 Lxy > 4 mm <0.02 m & |z| < 0.2 m >70 MeV 单标记; 50 MeV双标记 <0.08 m & |z| < 0.2 m

粒子识别 运动学拟合 用到TOF和dE/dx的测量信息 : CL > 0.1% ; CL > CL 对双标记事例的径迹粒子识别时，适当放松条件 运动学拟合 1 对每个满足选择条件的单标记mKnπ组合进行能量守恒的运动学约束 对每个KS0和π0增加一个约束 prob ( , n ) > 0.1%, n = 1, 2, 3 2 对每个满足选择条件的双标记mKnπ.vs. mKnπ组合进行能-动量守 恒的运动学约束 prob ( , n ) > 0.1%, n = 1, 2, 3 3 每个事例只保留运动学拟合置信度最大的一种组合

单标记mKnπ不变质量谱 K+ π-π0 K+π- K+ π-π-π+ K+π-π- K0 π- K0π-π-π+ K0 K K+K-π-

双标记D0D0bar Knπ不变质量谱 K-π+ VS K+π- K-π+ VS K+ π-π0 K-π+ VS K+ π-π-π+

双标记D+D- mKnπ不变质量谱 K-π+π+ VS K+π-π- K-π+π+ VS K0 π- K-π+π+ VS K0π-π-π+

单标记事例数 双标记事例数

相关事例的mKnπ不变质量谱 单标记和双标记相关事例数

探测效率 大约2800万DDbar MC事例，D介子衰变到所有可能的末态，分之比从粒子表上引用，大约是真实数据的250倍左右 考虑初态辐射和末态辐射 对某些末态，相空间产生的事例和共振态事例的效率可能会有较大差别，特别是含π0的末态 这样有一个好处是，对所有的单标记和双标记事例，任意末态都包含了所有的子共振态

单标记MC效率 双标记MC效率 相关事例MC效率

背景减除 大约230万DDbar MC事例，D介子衰变到所有可能的末态，分之比从粒子表上引用，大约是真实数据的22倍 研究某一个衰变道的背景时，关闭信号道 用与真实数据相同的分析程序和分析过程，得到背景事例数，归一化后得到真实数据中的背景事例数

单标记 双标记 K+π- K+ π-π0 K+ π-π-π+ K+π-π- K0π-π-π+ K0 π- K0 K K+K-π- K-π+ VS K+π- K-π+ VS K+ π-π0 单标记 K-π+ VS K+ π-π-π+ K-π+π0 VS K-π+π0 K+π- K+ π-π0 K-π+π0 VS K+π-π-π+ K-π+π+π- VS K+π-π-π+ K+ π-π-π+ K+π-π- 双标记 K0π-π-π+ K0 π- K-π+π+ VS K+π-π- K-π+π+ VS K0 π- K0 K K-π+π+ VS K0 K- K-π+π+ VS K0π-π-π+ K+K-π- K-π+π+ VS K+K-π- K-π+π+ VS K+π-π-π0 K+π-π-π0 K0π-π0 K-π+π+ VS K0π-π0

DDbar事例数 系统误差

观测截面 L=17.3 pb-1 NPB727(2005)395

与其他测量结果的比较 D0D0(nb) D+D-(nb) DD(nb) BES single BES double MARKIII 3.58±0.09±0.31 2.56±0.08±0.26 6.14±0.12±0.50 BES double 3.47±0.32±0.21 2.46±0.33±0.20 5.93±0.46±0.35 MARKIII 2.90±0.25±0.30 2.10±0.30±0.15 5.00±0.39±0.34 CLEO-c

总　　结 本工作利用双标记方法绝对地测量了在3.773 GeV处的DDbar的产生截面。截面的测量不依赖于粒子表分之比。截面的测量对理解(3770)衰变到DDbar并不饱和这个疑难提供了重要的实验数据。

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