Fisica e + e - (non K) a LNF Partecipanti: A.Polosa Bari M.Negrini Ferrara F.Anulli, D.Babusci, S.Bianco, R.DeSangro, A.Fantoni(*), S.Giovannella, V.Muccifora(*),

Presentazione sul tema: "Fisica e + e - (non K) a LNF Partecipanti: A.Polosa Bari M.Negrini Ferrara F.Anulli, D.Babusci, S.Bianco, R.DeSangro, A.Fantoni(*), S.Giovannella, V.Muccifora(*),"— Transcript della presentazione:

1 Fisica e + e - (non K) a LNF Partecipanti: A.Polosa Bari M.Negrini Ferrara F.Anulli, D.Babusci, S.Bianco, R.DeSangro, A.Fantoni(*), S.Giovannella, V.Muccifora(*), S.Pacetti, G.Pancheri, G.Venanzoni Frascati N.Brambilla, A.Vairo Milano F.Ambrosino Napoli M.Passera Padova M.Radici Pavia C.Bini, P.Gauzzi Roma1 F.Nguyen, A.Passeri Roma3 (*) osservatori gruppo-3 15 Novembre 2005

2 Quali prospettive e + e - prendiamo in considerazione: (1) - DAFNE2 Energy (cm) (GeV)1.02<2.5 Peak luminosity > (cm -1 sec -2 )8 10 32 10 32 Total integrated luminosity (fb -1 )203 Start time~2011 [non K – non Fisica Nucleare ] (2) – Altri progetti (a piu’ lungo termine in LNF “allargati”):  – charm factory (  DIF06 28/2 -3/3 ); Super – B factory [altro WG]

3  Fisica Dafne2 (non K) - elenco argomenti;  Fisica Dafne2 (non K) – principali “competitori”  Per alcuni argomenti: Motivazioni; Competitori; Alcune considerazioni sugli apparati.  Considerazioni di meta’ percorso.  Prospettive dei lavori. www.roma1.infn.it/people/bini/roadmap.html In questa presentazione:

4 Misura di R tra soglia  e ~2.5 GeV: scan in √s e/o ritorno radiativo – Correzioni adroniche a g-2, running di  Spettroscopia (mesoni vettori); Fisica  : – Pseudoscalari    , ,  ’ – Scalari( ,…)   , , KK Fattori di Forma time-like: [anche CSN3] – Barioni:n, p, ,  – Mesoni , K Test CP + QM in e + e -   Decadimenti radiativi della  – Mixing  /  ’ – Decadimenti di  e  ’ – Fisica dei mesoni scalari: f 0 (980), a 0 (980),  ; Interazioni KN Fisica Dafne2 (non K) - elenco argomenti;

5 Fisica Dafne2 (non K) – “competitori”; macchinaCosa puo’ fareIntervallo di energia Partenza VEPP-2000L = 10 32 FF t-l (p e n) + multiadronica 0.4<  s<2 GeV >2007 BESIII L=10 33 @  (3770) FF t-l (p) + multiadronica 2.4<  s<4.2 GeV >2007 CESR-c? 3<  s<5 GeV In funzione BabarRitorno radiativo: FF t-l (p e  ?)+ multiadronica Thr.<  s<10 GeV In funzione Belle Ritorno radiativo (?) Fisica  Thr.<  s<10 GeV In funzione PANDAL=2 ×10 32 FF t-l (solo p) Thr.<  s<25 GeV 2013 PAXAnalisi completa delle fasi del FF del protone Thr.<  s<25 GeV >>2013 CrystalBall@ MAMI Produzione di  ed  ’.  - p  n , n  ’ ? WASA@COSY Produzione di  ed  ’. pp  pp , pp  ’ 2007

6 Misura di R Ritorno radiativo Scan

7 a  = (116592080 ± 50 stat ± 40 sys ) × 10 -11  had (5) (M z 2 ) = 0.02800 (70) Eidelman, Jegerlehner’95 0.02761 (36) Burkhardt, Pietrzyk 2001 0.02755 (23) Hagivara et al., 2004 0.02758 (35) Burkhardt, Pietrzyk 6-05 R  aR  a R   (5) had

8 Quanto contano le varie regioni di  s ?  Per a  domina la parte  s <1 GeV  Per  (5) had domina la parte  s > 1 GeV

9 VEPP-2000fino a 2 GeV BESIIIda 2 GeV OR ritorno radiativo CESR-cOttime opportunita’ con il ritorno radiativo (ma lo fanno ?) Babartutto l’intervallo ma non misura inclusiva; canali esclusivi (3h, 4h, 6h) con incertezze > 5% ancora non incluso nelle valutazioni di a  e di  (5) had Competitori per la misura di R:

10  (1900): DM2 + Fenice  dip nella sez.d’urto e+e-  6  intorno a  s = 2m N fotoproduzione di 6  E687 Spettroscopia Canali esclusivi: 2h, 3h,….ad alta statistica  Spettroscopia dei mesoni vettori. Alcuni problemi aperti (  (1680) vs X(1750) in KK)

11 Babar la osserva nei 6  ma anche (come bump) nei 4 

12 Competitori per la spettroscopia di mesoni vettori: VEPP-2000limitati dall’energia per la  (1900) Babargia’ molti risultati: possono fare circa × 4 EsperimentoProcessoM (GeV/c 2 )  MeV) DM2 66 ~1.93 ~ 35 FENICEmh~1.87~10 E687 3+3-3+3- 1.91  0.01 33± 13 BaBar 3+3-3+3- 1.88±0.05130± 30 BaBar 2+2-202+2-20 1.86±0.02160± 20 BaBar 2+2-2+2- 1.88±0.01180± 20 BaBar +-20+-20 1.89±0.02190± 20 La massa e’ intorno a 2m N (sopra o sotto ?) Discrepanza nella larghezza Varie interpretazioni esotiche (barionio, ibrido,…) Confronto con numerosi effetti di soglia osservati (BES, BELLE)

13 Fisica  Molti argomenti gia’ trattati nel DAFNE Physics Handbook :   P [    ’]   (P   )              (S   ) / predizioni ChPT “Conclusioni” DPH:   ’, f 0 (980)  a 0 (980) necessario √s > M   alla  necessario el. tagging (background). Novita’:  run fuori picco di KLOE: “ test run ” per fisica   Rinnovato interesse teorico per        a soglia  DAFNE2  alto √s    di f 0 e a 0

14 Ricerca della  [ f 0 (600) ] in       Motivazioni: esistenza + struttura a quark.     ×    sensibile alla struttura a quark (4q vs. 2q)  Quale √s ? 1 GeV ok (fuori picco  )  Tagging necessario ? (forse no, lo capiremo da KLOE “ test run ”) Unici dati esistenti       [Crystal Ball @ DORIS 1990] Competitori: BELLE ha fatto       per W  >0.7 GeV Taglio di efficienza f 2 (1270) f 0 (980)

15 Fattori di Forma time-like p1.876 n1.879  2.231 N  (p  -, n  0 )  2.378 N  (p  0, n  + )  2.385   2.395 N  (n  - )  2.464 NN  2.630  0  2.643  - (1)Misura sezione d’urto e + e -  NN  |G| 2 (2) Misura distribuzione angolare del nucleone uscente  |G E |/|G M | Barioni accessibili: (3) Misura della polarizzazione del nucleone uscente   (q 2 ) =  E -  M

16 Dati esistenti Dati protone - tipo (1) Ipotesi G E =G M Dati protone: |G E |/|G M | - tipo (2) DAFNE2: uno scan con 20 valori di  s, 50 pb -1 per punto (totale 1 fb -1 realistico in un anno di presa dati)  da 40000 × e (a soglia) a 10000 × e (a 2.5 GeV)  Numero totale di eventi ~ 5 × 10 5 × e Se  = 10% DAFNE2 e’ Babar ×10 sul protone Neutrone: solo FENICE (500 nb -1, ~75 evts segnale) Polarizzazione: non ci sono dati.

17 Considerazioni sperimentali (vedi anche LoI http://www.lnf.infn.it/conference/nucleon05/loi_06.pdf ): Protone : possibile una misura della polarizzazione con l’aggiunta di un polarimetro intorno alla regione di interazione; Neutrone : problema della rivelazione del neutrone per coincidenza n-nbar;  : misura della polarizzazione “gratis”. Toy MC: √s = 2 GeV, R = 1.8 |cos  max |<0.7 |cos  max |<0.8 |cos  max |<0.9 |cos  max |<1 |cos  max |<0.7 |cos  max |<0.8 |cos  max |<0.9 |cos  max |<1 Sensibilita’ sulla fase con La misura della polarizzazione 5 50 500 L int (pb -1 ) Importanza della copertura angolare per G E /G M ;

18 Il time-like puo’ dirci qualcosa per capire il problema di G E /G M nello space-like ? Dafne2 e’ sensibile al contributo del grafico a 2 fotoni (asimmetria FB) ? Valutazione contributo grafico a 2  in e + e -  p-pbar usando   p-pbar (dati recenti di Belle)  asimmetria forward-backward

19 2m p ss 2 GeV 2.4 GeV pnpn Probabile situazione nel 2010 (prima dell’arrivo di Dafne2): VEPP-2000 Babar BESIII Dal 2013 nuove misure per il protone (prevalentemente ad alto q 2 ) con Panda + misure di polarizzazione con PAX

20 ,  ’  -factory = sorgente di  ed  ’ BR(    ) = 1.3 × 10 -2  N  (20 fb -1 ) ~ 9 × 10 8 BR(    ’  ) = 6.2 × 10 -5  N  ’ (20 fb -1 ) ~ 5 × 10 6 Tagging da fotone monocromatico (usato da KLOE) Competitori: Crystal-Ball@MAMI  N  = 3 × 10 7, N  ’ ? WASA@COSY  N  = 2500 s -1 N  ’ = 30 s -1  tempo di run ? Mixing  –  ’: incertezza dominata dalla sistematica (BR intermedi) pochi margini di miglioramento rispetto a KLOE; Decadimenti dell’  :      (test ChPT; importante miglioramento con 20 fb -1 ) Dalitz decays:   e + e - ,     , e + e - e + e -  FF di transizione       e + e - (violazione di CP analogo di K L      e + e - ) Miglioramento limiti su decadimenti proibiti. Decadimenti dell’  ’: Dalitz plot di  ’   +  -  ampiezza scalare  ’         prima osservazione / violazione di isospin

21      KLOE (prelim.) Uno dei “ golden channels ” per la ChPT: solo contributi p 6. Sfida sperimentale per qualsiasi “contatore di fotoni”: distinguere da         (B/S ~ 4000) BR(  →    ) = ( 8.4 ± 2.7 stat ± 1.4 syst ) × 10 -5 DAFNE2: N sig ~ 3000 Misura spettro M  ? KLOE preliminare

22 e+e-e+e- Test di violazione di CP nel settore non flavour changing Stessa analisi fatta per K L      e + e - (NA48  A = 14%): Misura dell’angolo tra il piano     e il piano e + e -. N(aspettati) ~ 3 ×10 5 eventi: MA Sperimentalmente molto difficile: tracce basso momento osservare le 4 tracce e distinguere  da e

23 Considerazioni di meta’ percorso (1)Molti argomenti interessanti: nessuno “preponderante”  Esperimento ad ampio spettro di interessi (2)Competitori “forti” su ~tutti i fronti !  Richieste “forti” sull’ esperimento

24 Prospettive per il WG Completare il quadro della Fisica di Dafne2; Includere le considerazioni sulla  -charm factory; Valutare costi, durata e ricadute per i diversi scenari prevedibili (interazioni con WG K e con CSN3). Prossima riunione a meta’ gennaio con “ospiti” cui porremo domande specifiche.