Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 La teoria Chirale e i decadimenti radiativi dei mesoni K Maria Carmela Petrucci Università & INFN di Perugia Introduzione.

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1 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 La teoria Chirale e i decadimenti radiativi dei mesoni K Maria Carmela Petrucci Università & INFN di Perugia Introduzione Test della teoria Chirale Misura dei decadimenti - K S γγ - K L π 0 π 0 γγ - K S π 0 π 0 γγ

2 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 Presa dati K S High Intensity K Sγ γ K sπ 0 γ γ η Run K L K L γ γ K L π 0 π 0 γ γ 2000 NA48/1- fase1 Hyperon Production K S High Intensity K S π 0 π 0 γ γ 2002 NA48/1 No Spectrometer

3 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 La teoria Chirale ( PTh) La PTh è una teoria di campo efficace del SM a basse energie (E<1 GeV) dove la QCD non è perturbativa La Simmetria Chirale è spontaneamente rotta nella parte assiale SU(3) L X SU(3) R SU(3) V 8 Bosoni pseudoscalari di Goldstone (,K) a massa nulla Rottura esplicita della simmetria globale della QCD a causa della matrice di massa dei quark Masse dei Bosoni 0 I processi fisici e quindi la Lagrangiana descritti in termini di espansione perturbativa degli impulsi dei bosoni O(p 2 ) La teoria non è rinormalizzabile; contributi NLO divergenti ma riassorbiti dalle costanti di accoppiamento efficaci determinate sperimentalmente Adatta a descrivere i decadimenti dei mesoni K (m K 0.5 GeV)

4 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 Test per la PTh a NLO Perché proprio: K S γγ (Ermanno Imbergamo) K L π 0 π 0 γγ (Gianluca Lamanna) K S π 0 π 0 γγ (Maria Carmela Petrucci) - Sono nulli allordine O(p 2 ) - Il contributo O(p 4 ) è perfettamente calcolabile - Allordine O(p 4 ) non ci sono contributi dai contro-termini

5 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 K Sγ γ BR=2.1·10 -6 DAmbrosio e Espriu Phys. Lett. B175 (1986) 237 Goity Z.Phys. C34 (1987 ) 341 Nullo allordine O(p 2 ) Il termine O(p 4 ) è finito dominato dai grafici ad un loop calcolato con un errore minore del 5%

6 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 K Sγγ Dati del 2000 (no spettrometro) Canale di normalizzazione K S 2π 0 Fondi: Adronico K S 2π 0 (2 γ persi) Attività accidentale - Coppie γγ K L γγ Dalitz ( 0 e + e - ) Totale (-1.8±1.4) %

7 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 K Sγ γ BR(K S γγ )=(2.78±0.06±0.02±0.04)·10 -6 Risultato: Il valore differisce del 30% dalla predizione O(p 4 ) della PTh Indicazioni di un contributo importante allordine O(p 6 ) Compatibile con i precedenti risultati Statistica: 7.5k eventi Phys. Lett. B551 (2003) 7

8 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 K L γ γ Calcolabile allordine O(p 4 ) attraverso il termine di WZW ( ) R.Funck e J. Kambor Nucl.Phys. B396(1993)53 Il BR è funzione del taglio applicato intorno al polo del pione Difficoltà sperimentale: Ampiezza ha un polo alla massa m = m δm= M -M MeV 1 1.1 10 -6 5 2.0 10 -7 10 8.4 10 -8 20 3.0 10 -8 30 1.4 10 -8 40 6.4 10 -9 BR

9 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 K L γ γ Dati 2000 (no spettrometro) Normalizzazione K L 3π 0 Fondi K L 3π 0 K L 3π 0 con accidentali K L 3π 0 con 1 γ mal misurato studio delle code non gaussiane della del LKr fit a 2 parametri liberi (z v -E ) parametrizzazione delle code del LKr Segnale: 2 π 0 nella risoluzione, coppia γγ a ±12.5 MeV/c 2 dalla massa del π 0 Limite superiore al livello 10 -7

10 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 K S γ γ Dominato da grafici ad un loop allordine O(p 4 ) BR 10 volte più basso ma fondo del K L 3 depresso grazie al c del K L δm= M -M BR 1 5.9 10 -9 5 5.6 10 -9 10 5.3 10 -9 20 4.7 10 -9 30 4.0 10 -9 40 3.4 10 -9

11 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 K S γγ Trigger introdotto dal 17/8/2002: condizioni su tempo proprio decadimento richiesta su # picchi su LKr veto su energia adronica taglio nel piano trasversvo vertice di decadimento In 30 gg di presa dati ci si aspetta 1.5 eventi !

12 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 K S γ γ Dati 2002 Canale di normalizzazione K S 2π 0 Fondi: Adronico (controllabile ma presente) K S 2π 0 (+2 γ accidentali) K L 3π 0 (c soppresso) Dalitz

13 Maria Carmela Petrucci 14 Aprile 2003 Conclusioni NA48 contribuisce alla comprensione della dinamica delle interazioni forti a bassa energia e fornisce importanti verifiche alla PTh Il nuovo valore del BR( K Sγ γ ) ha una accuratezza migliore del 3% e indica che cè un eccesso del 30% rispetto alle previsioni O(p 4 ) della teoria chirale Lo studio di K S,L π 0 π 0 γγ (ancora non osservati) darà ulteriori contributi in questo settore della fisica