per la Collaborazione BaBar OSSERVAZIONE di un mesone STRETTO in Alexis POMPILI ( Università & I.N.F.N. di Bari ) per la Collaborazione BaBar XV - IFAE Lecce Sessione Quark Pesanti - 25 Aprile 2003 - Cenni di spettroscopia del sistema dei mesoni - Selezione dei candidati - Evidenza di un mesone stretto a che decade in - Ricerca di altri eventuali canali di decadimento - Controllo su possibili riflessioni - Discussione su JP e conclusioni

Spettroscopia degli stati Approx. : quark pesante sorgente statica di potenziale Informazione sperimentale limitata m[GeV] Godfrey-Isgur model [nel limite di M(q=c) >> m(q=s) …] quark s : l,s conservati separatamente +inter. spin-orbita : j= l+s conservato +quark c con spin S (mix?) - interazioni soppresse di m/M - inter. spin-orbita violazione di isospin - inter. di contatto spin-spin - forza tensoriale Questo sono io J= j+S conservato [stretti] onda -S onda -P [larghi] 2 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003

3 Studio dello spettro di massa prodotto inclusivamente Godfrey-Isgur [Phys. Rev. D32 (1985)] Godfrey-Kokoski [Phys. Rev. D43 (1991)] Di Pierro-Eichten [Phys.Rev. D64 (2001)] Diversi modelli teorici predicono masse fra per ( ) che dovrebbero decadere per emissione di K ed essere larghi ( difficilmente rivelabili ) Sperimentalmente non vi sono candidati per questi 2 stati in onda-P Lo scalare 0+ con massa dovrebbe decadere in in onda-S ed avere una larghezza , ma … ... se fosse sotto soglia … decadrebbe in modo diverso, p.es. in violando l’isospin, e in tal caso sarebbe estremamente stretto ! Questo sono io Studio dello spettro di massa prodotto inclusivamente Oggetto di questa analisi : 3 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003

Ricostruzione e criteri di selezione PID ciascuno non condivide fotoni con altri fit geometrico ad un vertice comune se traiettoria consistente con la regione di interaz. NON IN SCALA momento nel CMS : - rimuove fondo combinatorio dal continuo - elimina fondo da decadimento dei mesoni B Questo sono io coppie gg (origine nel vertice di produz.) con fit cinematico [ vincolo : ] coppie gg (origine nel vertice delle tracce cariche) con fit cinematico [ vincolo : ] 4 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003

5 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003 selezionati usando i modi sotto-campioni disgiunti S/N migliorato dal taglio sull’angolo di elicità Questo sono io 5 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003

! ! 6 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003 Picco largo dovuto a combinazioni casuali dove Il segnale a è assente nelle distribuzioni da bande laterali :il picco è associato al sistema ! ! Nessun altro segnale è evidente fino a a parte quello associato a Questo sono io : fit cinematico con massa nominale 6 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003

7 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003 Incertezza sistematica sulla massa stimata conservativamente : Una stima della risoluzione in massa per il sistema è ottenibile direttamente dai dati fit- tando la distrib. di massa del la cui G è consistente con quella del segnale Una risoluzione in massa simile si ottiene dalla simulazione di Questo sono io 7 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003

Controllo di possibili riflessioni - 1 Verificato che un segnale non deriva da riflessioni di altri stati charmati [usando dati simulati con tutti gli stati charmati e i decadimenti noti] Verificato nei dati che un segnale non deriva da riflessioni del per misidentificazione N.B. : 1) evento selezionato senza richiedere la presenza di un ; 2) ciascun g non deve formare un con ogni altro g ; non c’è ! Combinazioni Questo sono io Combinazioni non c’è ! Combinazioni 8 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003

Controllo di possibili riflessioni - 2 ? Combinazioni events/7MeV/c2 Combinazioni Dagli scatter plots si vede che questa massa corrisponde alla regione di sovrapposizione delle bande strette dei segnali Se il picco nella distribuz. di massa fosse dovuto ad uno stato con massa che decade in , potrebbe cinematicamente produrre un picco nella distribuz. di massa intorno ai ! Questo sono io … ma … per tale riflessione si dovrebbe avere una ! CONTROLLI : … ma … tale riflessione sarebbe responsabile solo di 1/6 del segnale visto! [MC tests] 9 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003

Distribuzione angolare [fondo sottratto] Efficienza unit. arb. unit. arb. Questo sono io Distribuzione angolare consistente con l’essere piatta ( 43% di probabilità ) 10 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003

Discussione su JP conservazione parità spin-parità naturale : violazione di isospin ( G stretta ) La distribuzione di elicità corretta per l’efficienza e’ piuttosto piatta ma con produzione non-polarizzata La massa inferiore rispetto a favorisce proibisce (OK : non riscontrato) Questo sono io non esclude ( non riscontrato : prevale l’emissione di p ) 11 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003

Conclusioni Con i primi di dati raccolti da BaBar si è studiato lo spettro di massa Un segnale netto e stretto è stato osservato, alla massa di con una larghezza consistente con la risoluzione sperimentale, per i 2 distinti modi di decadimento e Non vi è evidenza di decadimenti di questo stato in Vari controlli sono stati eseguiti per accertarsi che esso non sia il risultato di riflessioni significative di altre risonanze di massa inferiore o superiore. La probabile assegnazione , la bassa massa, la piccola larghezza e le modalità di decadimento lo caratterizzano quale stato non predetto dagli attuali modelli a potenziale della spettroscopia dei mesoni charmati Questo sono io O questi modelli richiedono modifiche oppure questo stato non è un mesone ma è uno stato esotico (p.es. a 4-quarks) 12 Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003