Fisica e + e - (non K) a LNF Partecipanti: A.Polosa Bari M.Negrini Ferrara F.Anulli, D.Babusci, S.Bianco, S.Giovannella, S.Pacetti, G.Pancheri, G.Venanzoni.

Presentazione sul tema: "Fisica e + e - (non K) a LNF Partecipanti: A.Polosa Bari M.Negrini Ferrara F.Anulli, D.Babusci, S.Bianco, S.Giovannella, S.Pacetti, G.Pancheri, G.Venanzoni."— Transcript della presentazione:

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

2 Quali prospettive e + e - abbiamo preso in considerazione: (1) - DAFNE2 Energy (cm) (GeV)1.02<2.4 Integrated Luminosity per year (ftbarn -1 )8 Total integrated luminosity203 Peak luminosity > (cm -1 sec -2 )8 10 32 10 32 (2) – Altri progetti (a piu lungo termine in LNF allargati): – charm factory; Super – B factory [altro WG] [non K – non Fisica Nucleare ]

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 1< s<2 GeV >2007 BESIII L=10 33 @ (3770) FF t-l (p) + multiadronica 2.2< 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? 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 Quanto contano le varie regioni di s ? Per a domina la parte s <1 GeV Per (5) had domina la parte s > 1 GeV

8 VEPP-2000fino a 2 GeV BESIIIda 2 GeV OR ritorno radiativo CESR-cOttime opportunita con il ritorno radiativo (ma lo fanno ?) Babartutto lintervallo 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:

9 (1900): DM2 + Fenice dip nella Sez.durto 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)

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

11 Competitori per la spettroscopia di mesoni vettori: VEPP-2000limitati dallenergia per la (1900) Babargia molti risultati: possono fare circa × 4 EsperimentoProcessoM (GeV/c 2 ) MeV) DM2 6 ~1.93 ~ 35 FENICEmh~1.87~10 E687 3 + 3 - 1.91 0.01 33± 13 BaBar 3 + 3 - 1.88±0.05130± 30 BaBar 2 + 2 - 2 0 1.86±0.02160± 20 BaBar 2 + 2 - 1.88±0.01180± 20 BaBar + - 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,…)

12 Fisica Molti argomenti gia trattati nel DAFNE Physics Handbook : AND Ampiezza scalare / predizioni ChPT ( ), ( )

13 Argomenti classici (trattati nel Dafne Physics Handbook del 1995): ( ) =0.510±0.026 keV [PDG] @ 1 GeV [fuori picco ] ( ) = 4.29±0.15 keV [PDG] @ alto s Informazioni sul light-by-light scattering ( g-2) Argomento nuovo: ricerca della [ f 0 (600) ] in Motivazioni: esistenza + struttura a quark. × sensibile alla struttura a quark (4q vs. 2q) Perche e non ? Fondo da (rit.rad.) Quale s ? 1 GeV ok (fuori picco ) Tagging necessario ? (forse no, lo capiremo da KLOE) Da studiare: possibilita @ alto s: f 0 (980), a 0 (980) necessita di un small angle tagger

14 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 2.630 0 2.643 - (1)Misura sezione durto e + e - NN |G| 2 (2) Misura distribuzione angolare del nucleone uscente |G E |/|G M | (3) Misura della polarizzazione del nucleone uscente (q 2 ) = E - M Barioni accessibili:

15 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 e = 10% DAFNE2 e Babar ×10 sul protone Neutrone: solo FENICE (500 nb -1, ~75 evts segnale) Polarizzazione: non ci sono dati.

16 Considerazioni sperimentali (vedi anche LoI...): Importanza della copertura angolare per G E /G M ; Protone : possibile una misura della polarizzazione con laggiunta 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 )

17 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)

18 2m p s 2 GeV 2.4 GeV pnpn Probabile situazione nel 2010 (prima dellarrivo 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

19 , -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

20 KLOE (prelim.) BR( ) = ( 8.4 ± 2.7 stat ± 1.4 syst ) × 10 -5 Uno dei golden channels per la ChPT: solo contributi p 6. Sfida sperimentale per qualsiasi contatore di fotoni: distinguere da (B/S ~ 4000) DAFNE2: N sig ~ 3000 Misura spettro E ?

21 e + e - Test di violazione di CP nel settore non flavour changing Stessa analisi fatta per K L e + e - (NA48 A = 14%): Misura dellangolo 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

22 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

23 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.