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事象選別

ドキュメント内 過程の崩壊分岐比測定 (ページ 34-40)

本解析は、199910月から20017月までに収集された積分ルミノシティ

29.4fb;1のデータを用いた。これは31:3106個のBB事象の生成に対応する。

3.2.1 B

B事象の選別

J=粒子を含む崩壊過程の再構成のためにハド ロン事象は次のような条件よ り選ばれる。  

ビーム軸に最も近いところで、jrj<2:0cmjzj<4:0cm

xy平面に投影した運動量が0.1GeV/c以上

この2つの条件を満たす飛跡が3本以上あり、この飛跡がECLにつくるシャ

ワーのエネルギーは0.1GeV以上とする。さらに、

0:1E < EECL <0:8E P+EECL >0:2E

jPz+EzECL j<0:5E

ここでEECL :全シャワーのエネルギー、P:全飛跡の運動量、E:全重心系エネ

ルギーである。以上の条件をすべて満たす事象をハド ロン事象とした。モンテ カルロシュミュレーションによると上の条件で選別されたハド ロン事象の99%

以上がBB事象とJ=粒子を含んだ事象となっている。

3.2.2 荷電中間子と荷電K中間子の識別

Belle検出器では荷電中間子と荷電K中間子の識別は、CDCTOFACC

3つの検出器の情報を組み合わせて行う。すなわち、CDCでのエネルギー

損失(dE/dx)TOFでの飛行時間、ACCでの光電子数(Npe)の情報の組み合

30 3 B J=

わせであり、識別可能な運動量領域はそれぞれ0.8GeV/c 以下、1.2GeV/c

下、1.23.5GeV/cとなっている。以上3つの検出器の情報から粒子同定確率

(Likelihoodratio)Prob(i:j)は、

Prob(i:j) = Pi Pi+Pj

のように定義される。ここでiは選別したい粒子、jbackgroundの粒子で、

eKpのいずれかで、PiPjijそれぞれの粒子のLikelihoodである。

Prob(i:j)は粒子iと測定される確率のようなものであり、Prob(i:j)の区間

0,1]、ど ちらの粒子かわからない場合はProb(i:j) = 0:5となる。Pi3

の検出器の情報から求めた確率の積で、

Pi =PidE=dxPiTOF PiACC

となっている。

3.2.3 電子識別

電子識別はJ=!e+ e;の再構成のために必要であるが 、この他にもavor taggingb!c(u)e 崩壊に関する解析などにとっても非常に重要である。電 子の識別には次の6つの観測量を用いる。

1. ECLにおける、clusterの位置と外挿した飛跡の位置とのMatching 2. ECLで測定されたclusterのエネルギーECDCで測定された荷電粒子

の飛跡の運動量pとの比

3. ECLでのshowerの形状(E9/E25) 4. CDCによるdE/dx

5. ACCによるチェレンコフ光の収量

6. TOFで測定される粒子の飛行時間

(1) Matching

電子識別において最も重要なのはmatching、つまりE/pの正し い値を得

るために、ECLでのシャワーの位置と飛跡がECLと交わる位置との正し

い組み合わせを見つけることである。ハド ロンよりも電子の方がECL

の位置分解能が良いので、電子の方がmatchingの質が高くなる。図3:3 ECLでのシャワーの位置と外挿した飛跡の位置のの差を

して、電子と荷電について示している。

電子を識別するためにを用いてmatching

2

2+

2

と定義する。ここでは電子の分布をGaussiantして得られ

である。電子と荷電中間子の 2分布を図3:4に示した。それぞれの

飛跡について 、最小の 2をもつシャワーをmatchしたシャワーと定義す

る。さらに 2E/pE9/E25を算出するためにも用いられる。もし 250以下ならば 、その飛跡はシャワーを形成しなかったと見なし 、この場 合ECLの情報は電子識別に用いられない。

(2) E/p

電子がECLに生成するシャワーのエネルギーEは、電子の運動量Pとほぼ

等しい(Ep)。これに対してハド ロンの場合は、ECLに生成するシャワー

のエネルギーは粒子の運動量よりも小さくなる(E < p)。したがってE/p

1に近いものは電子である確率が高い。図3:5は電子と中間子のE/p

分布である。運動量領域は実験室系の運動量で0:53:02GeV/cとなって

いる。この分布から電子とハド ロン( 又は粒子)の区別が容易にできる。

3:6は実験室系での運動量とE/pの分布である。これから特に運動量が 高い領域で電子とハド ロンが良く分離できることがわかる。

(3) showerの形状

電磁シャワーとハド ロンシャワーとでは縦横両方向で異なった形状をする ので、この違いから電子とハド ロンを区別することができる。まず横方向の

showerの形状を比較するために、E9/E25を定義する。ここでE933 E2555の結晶で検出されたエネルギーである。3:7に電子と中間子の E9/E25を示した。3:7からわかるように 、中間子は電子よりも低い領域 を占める割合が多い。これはradiation lengthnuclear interaction length

の違いのために、電磁シャワーはハド ロンシャワーよりも速く生成するか らだ。さらに中間子の分布のE9/E25=1付近の鋭いピークは 、nuclear interactionをせずにECLを突きぬける中間子に相当する。

(4) dE/dx

CDCでのエネルギー損失はdE/dxとして測定される。dE/dxで電子とハ

ド ロンを効果的に選別することができる。3:8は電子と中間子のdE/dx

分布である。

32 3 B J=

3.3: 上段:電子と中間子の分布下段:電子と中間子の分布

3.4: 電子と荷電中間子の 2分布

3.5: 電子と中間子のE/p分布

3.6: 実験室系での運動量とE/pの分布

34 3 B J=

3.7: 電子と中間子のE9/E25分布

3.8: 電子と中間子のdE/dx分布

3.2.4 粒子識別

粒子識別には 、CDCSVDKLMの情報を用いる。荷電粒子の飛跡は 、

CDCから出た位置とKLMに入った位置から外挿して再構成し 、その飛跡がハ ド ロンであるか粒子であるか識別するために次の二つの量を用いる。

R : 飛跡が貫いたレ イヤーの数の測定値と期待値との差

2 : RPCまで外挿した飛跡と実際にKLMで観測された点との偏差

R 2はほとんど 独立なので確率密度は

p(R 2) =p1(R)p2( 2)

となる。

ドキュメント内 過程の崩壊分岐比測定 (ページ 34-40)

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