Моделирование и требования к экспериментальной установке

4Моделирование и требования к экспериментальной установке

Для определения требований к экспериментальной установке было проведено моделирование образования -состояний в рр-взаимодействиях при 70 ГэВ. В качестве генератора событий использовалась стандартная программа PYTHIA, в которой заложены в качестве механизмов образования чармония только глюон-глюонное слияние и испарение цвета в этих процессах. Процесс кварк-антикварковой аннигиляции и, соответственно, испарения цвета в этих аннигиляционных процессах не учтен. Рассматривалась точность в регистрации распадов -состояний (₀(3410), ₁(3510) и ₂(3555)) на J/ +  с последующим распадом J/ только на ⁺ ^-.

Рисунок 13. Распределение по энергии для + и - от распадов J/. Среднее значение энергии около 11,5 ГэВ	Рисунок 14. Распределение по энергии для -квантов от распадов 0(3410), 1(3510) и 2 (3555). Среднее значение энергии около 3,5 ГэВ
Рисунок 15. Массы 0(3410), 1(3510) и 2 (3555). 4-импульс для J/ взят без 1С-фита. Измерение импульсов + и - от распадов J/ при 10 ГэВ/c - p /p =0,003. Для  - квантов (E)/E = 12%/√E.	Рисунок 16. Массы 0(3410), 1(3510) и 2 (3555). 4-импульс для J/ взят без 1С-фита. Измерение импульсов + и - от распадов J/ при 10 ГэВ/c - p /p = 0,004. Для  - квантов (E)/E = 2,5%/√E.
Рисунок 17. Массы 0(3410), 1(3510) и 2 (3555). 4-импульс для J/ взят после 1С-фита. Измерение импульсов + и - от распадов J/ при 10 ГэВ/c - p /p = 0,004. Для  - квантов (E)/E = 2,5%/√E.	Рисунок 18. Массы 0(3410), 1(3510) и 2 (3555). 4-импульс для J/ взят из PYTHIA (нет ошибок в определении 4-импульсов для + и -) . Для  - квантов (E)/E =2,5%/√E.

При расчете спектров масс J/ и  -состояний компоненты 4-импульсов ⁺, ^- и -квантов подвергались размытию с параметрами, приведенными в Таблица 1. Значение импульсного разрешение установки представлено для частиц с импульсом 10 ГэВ/c.

⁺ и ^- -квантов J/ J/ в МэВ/c²  в МэВ/c²

0,004 0,025 есть 0,0 9,1

0,004 0,025 нет 12 13,2

0,003 0,12 нет 9,3 29

Результаты моделирования показывают необходимость использования электромагнитного калориметра с энергетическим разрешением не ниже 2,5%√E в центральной части. При использовании калориметра с разрешением 12%√E разделение состояний ₀(3410), ₁(3510) и ₂ (3555) невозможно (см. Рисунок 15). Использование 1C фита не приводит к улучшению сепарации. Трековая система должна иметь разрешение по импульсу не хуже, чем 0,4% для частиц с импульсом 10 ГэВ. Описание предлагаемой установки, удовлетворяющей этим параметрам, представлено в следующей главе.

J/-мезон можно регистрировать и в адронных модах распада. Результаты расчетов по трем адронным и мюонной модам распада представлены в Таблица 2. Геометрическая эффективность реконструкции J/, приведенная к полной распадной ширине, для мюонного канала распада равна 3,6%, а для трех адронных каналов распада в сумме равна около 2,5%. Регистрация J/ в адронных модах распада заметно увеличит статистику как для J/, так и для состояний ₁ и ₂. Энергетическое разрешение электромагнитного калориметра при моделировании адронных мод распада принималось равным _Е/E = 8%/√E. При вычислении кинематических параметров ⁰–мезонов при этом считалось что по крайней мере один из гамма-квантов не попадает в центральную часть калориметра.
Таблица 2.

Мода Распада	Сигма массового пика J/, МэВ	p /p трековой системы	Геометрич. эффектив- ность, % (геом.)	Вероятность распада (Брэнчинг),% (Br)	геом. x Br, %
+-	24	0,01	60	6	3,6
+-	13,4	0,005	60	6	3,6
+-0	29	0,005	50	1,5	0,75
2(+-)0	29	0,005	30	3,37	1
3(+-)0	25	0,005	10 - 30	2,9	0,3–0,9