S t t u u d d y y o o f f F F r a a g g m m e - - PowerPoint PPT Presentation

SLIDE 1

S t u t u d y d y

• f
• f

Λ F F r a g m a g m e n t a t i t a t i

• n
• n

i n C C u r r r r e n e n t t a n a n d d T a r a r g e t R e t R e g i

• i
• n

s u s i n g g C L A L A S

T a y a C h e t r y

L a m i a a E l F a s s i

M i s s i s s i p p i S t a t e U n i v e r s i t y G H P H P 2 2 1 1 9 D e n v e r e n v e r , C

• l
• r

, C

• l
• r

a d

• d
• 4

/ 1 / 2 1 9

SLIDE 2

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

2

O u t u t l i n e i n e

• H

a d r a d r

• n
• n

i z i z a t a t i

• n

i

• n

P

r e v i

• u

s m e a s u r e m e n t s

• T

h T h e E E G 2 G 2 e x p x p e r i m i m e n t n t @ J L a b a b

• P

r e l i m i m i n i n a r y a r y r r e s u l u l t s

• F

u t u r e d d i r i r e c t i

• n

s

• n

s

SLIDE 3

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

3

P r

• b
• b

i n g n g Q C D C D D D y n y n a m i a m i c s

• H

a H a d r d r

• n
• n

i z a t z a t i

• n
• n

p r p r

• c

e s s : s :

 E

v

• l

u t i

• n
• f

a c

• l
• r

e d b a r e q u a r k i n t

• a

f u l l y d r e s s e d h a d r

• n

.

 A

d i r e c t p r

• b

e

• f

t h e Q C D c

• n

fi n e me n t d y n a mi c s : q u a r k p r

• p

a g a t i

• n

a n d f r a g me n t a t i

• n

.

e

• D

e p e n d i n g

• n

t h e s i z e

• f

n u c l e u s , h a d r

• n

f

• r

ma t i

• n

c a n t a k e p l a c e i n s i d e

• r
• u

t s i d e t h e n u c l e u s .

SLIDE 4

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

4

• H

a d a d r

• n

i z a t i z a t i

• n
• n

T i T i me s c s c a l a l e s : s :

 P

r

• d

u c t i

• n

t i me , τ

p

: T i me s p e n t b y a d e c

• n

fi n e d q u a r k t

• n

e u t r a l i z e i t s c

• l
• r

c h a r g e .

 F

• r

ma t i

• n

t i me , τ

f

: T i me r e q u i r e d t

• f
• r

m a r e g u l a r h a d r

• n

.

• H

a d r a d r

• n
• n

i z a t z a t i

• n

s t s t u d i d i e s : e s :

 P

r

• v

i d e i n f

• r

ma t i

• n
• n

t h e d y n a mi c a l s c a l e s

• f

t h e p r

• c

e s s .

 C

• n

s t r a i n e x i s t i n g mo d e l s t h a t p r

• v

i d e p r e d i c t i

• n

s

• f

i t s t i me

• c

h a r a c t e r i s t i c s .

τ

f

τ

p

P r

• b
• b

i n g n g Q C D C D D D y n y n a m i a m i c s

SLIDE 5

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

5

S I D I S P P r

• d

u c d u c t i

• n

i

• n

S e mi

• I

n c l u s i v e D e e p I n e l a s t i c S c a t t e r i n g ( S I D I S ) i s u s e d t

• g

a i n a c c e s s t

• p

h y s i c a l

• b

s e r v a b l e s .

SLIDE 6

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

6

• Mu

l t i p l i c i t y l t i p l i c i t y r a t i

• a

t i

• :

 N

• r

ma l i z a t i

• n

w i t h t h e e l e c t r

• n

D I S e v e n t s t h a t p e r mi t s c a n c e l l a t i

• n
• f

t h e i n i t i a l s t a t e e ff e c t s .

• T

r a n s a n s v e r v e r s e m s e mo m

• me

n e n t u t u m m b r b r

• a

d a d e n e n i n g : i n g :

• T

h e h e s e

• e
• b

s e b s e r v a b l e s v a b l e s p r p r

• v
• v

i d e i n s e i n s i g i g h t a h t a b

• u

t

 P

a r t

• n

e n e r g y l

• s

s a n d h a d r

• n

a t t e n u a t i

• n

.

 T

h e h a d r

• n

i z a t i

• n

t i me s c a l e s .

 H

a d r

• n

i z a t i

• n

w i t h r e s p e c t t

• n

u c l e u s s i z e . D = l

• s

e l y b

• u

n d n u c l e i A = H e a v y N u c l e i

E x p x p e r i r i m e m e n t n t a l O O b s e r v r v a b a b l e s

SLIDE 7

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

7

H E R ME S S Mu l Mu l t i p l p l i c i c i t i t y y R a t i

• s

i

• s

P r e v i

• u

s m e a s u r e m e n t s

A . A i r a p e t i a n e t a l . P h y s . L e t t . , v

• l

. B 6 8 4 , p a g e s 1 1 4 – 1 1 8 , 2 1

P

• s

i t r

• n

b e a m, E

b e a m

= 2 7 G e V

• A

l l p i l p i

• n

fl a v

• n

fl a v

• r

s a n d a n d K

• e

x e x p e r e r i e n c i e n c e s i m i mi l i l a r a a t t e n u a t t e n u a t i

• n

. t i

• n

.

• K

+

i s l e s i s l e s s s a t t e n u a a t t e n u a t e t e d d c

• mp

mp a r a r e d d t

• t
• π

+

mo s t mo s t l i k e l y d i k e l y d u e u e t

• t
• a

c a c

• n

t a

• n

t a mi n a t i

• mi

n a t i

• n

f r

• m

m π + + p → → Λ + + K K ( B . . K

• p

K

• p

e l i

• v

i c h e l i

• v

i c h e t e t a l a l . ) f r . ) f r

• m
• m

t h t h e t a e t a r g e t f r g e t f r a g me n t a t g me n t a t i

• n

i

• n

.

z≡ Ehadron ν

SLIDE 8

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

8

H E R ME S S Mu l Mu l t i p l p l i c i c i t i t y y R a t i

• s

i

• s

P r e v i

• u

s m e a s u r e m e n t s

A . A i r a p e t i a n e t a l . P h y s . L e t t . , v

• l

. B 6 8 4 , p a g e s 1 1 4 – 1 1 8 , 2 1

p r

• t
• n

a n t i

• p

r

• t
• n

P

• s

i t r

• n

b e a m, E

b e a m

= 2 7 G e V

SLIDE 9

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

9

H E R ME S S T r a n s a n s v e r s r s e Mo m e Mo m e n t n t u m m B r

• a

d e a d e n i n g i n g

P r e v i

• u

s m e a s u r e m e n t s

• R

e d u c e d b r

• a

d e n i n g a t h i g h z f a v

• r

s n

• p

r e h a d r

• n

i n t e r a c t i

• n

.

• K

+

P

T

b r

• a

d e n i n g i s d i ff e r e n t c

• mp

a r e d t

• t

h a t

• f

t h e p i

• n

s → F l a v

• r

d e p e n d e n c e ?

• S

i mi l a r e ff e c t f

• r

n u c l e a r s i z e d e p e n d e n c i e s → C a l l s f

• r

mo r e d a t a ? P

• s

i t r

• n

b e a m, E

b e a m

= 2 7 G e V

SLIDE 10

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

1

C L C L A S S @ J L a b a b

• J

e ff J e ff e r e r s

• n
• n

L a b : a b : N e w e w p

• r
• r

t N e w s , s , V A ; A ;

• C

E B A F A F : a c c e l e l e r e r a t e d d e l e l e c t c t r

• n
• n

s s u p p t

• 6

6 G e V e V ;

• E

x p e r e r i me n e n t a l a l H a l a l l s : s : A , A , B , C ( a n a n d d D , D , 1 2 1 2 G e V e V u p g r g r a d e ) ; a d e ) ;

• H

a l a l l B : e l e l e c t r

• n
• n
• r
• r

p h

• t

h

• t
• n

b e a m a m;

C e r e n k

• v

C

• u

n t e r s ( C C ) E l e c t r

• ma

g n e t i c C a l

• r

i me t e r ( E C ) D r i fu C h a mb e r s ( D C ) S u p e r c

• n

d u c t i n g T

• r
• i

d a l M a g n e t T i me

• f

F l i g h t C

• u

n t e r s e

• b

e a m d i r e c t i

• n

H a l l B

SLIDE 11

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

1 1

C L C L A S S E G 2 2 D a t a s a s e t

• T

a r g e t s : D e D e u t e t e r i u m, C a r b r b

• n

, I r

• n

, L e a d , T i n , n , A l u mi n u n u m.

• D

e u t e t e r i u m a n d n d s

• l

i d t a r g e t t i n b e a m s i mu l t a n e

• u

s l y f

• r

r i mp r

• v

e d s y s t e t e ma t i t i c s :

• L

u mi n

• s

i t y ~ ~ 1

3 4

s

• 1

c m

• 2
• B

e a m e n e r g y : 5 G e V

• T

a r g e t s e p a r a t i t i

• n

~

4 c m c m

• S
• l

i d T a r g e t s :

e

• S
• l

i d t a r g e t D e u t e r i u m

R e f e r e n c e f

• i

l ( A l )

e

• 2

c m

SLIDE 12

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

1 2

R e a c a c t i

• n
• n

C h a n C h a n n e n e l

• S

I D I S

 e

+ A → e ' + Λ

 S

c a t t e r e d e l e c t r

• n

a n d L a mb d a d e c a y p r

• d

u c t s d e t e c t e d .

• Λ

→ π

• +

p

 ~

6 4 % b r a n c h i n g r a t i

• e
• a

n d n d π

• i

d e n e n t i t i fi fi c a t i t i

• n

:

 Me

t h

• d

: L . E l F a s s i ( C L A S C

• l

l a b

• r

a t i

• n

) , P h y s i c s L e t t e r s B 7 1 2 ( 2 1 2 ) 3 2 6 – 3 3 .

 e

• :

P

• s

i t i v e r e s p

• n

s e i n t h e f

• u

r C L A S s u b s y s t e ms , i . e . D C , C C , S C a n d E C .

 π

• :

Ma t c h i n g s i g n a l i n d r i f t c h a mb e r s ( D C ) a n d s c i n t i l l a t

• r

c

• u

n t e r s ( S C ) .

SLIDE 13

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

1 3

P r

• t
• t
• n
• n

I d e d e n t n t i fi i fi c a t a t i

• i
• n

 Ma

t c h i n g s i g n a l i n D C a n d S C .

 T

i mi n g v e r s u s mo me n t u m d e p e n d e n t s t u d y t

• s

e l e c t p r

• t
• n

c a n d i d a t e s .

SLIDE 14

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

1 4

R e a c a c t i

• n
• n

V e r t r t e x

• S

i mu l t a n a n e

• u
• u

s t a r a r g e t e t s : N e c e s s a r y t

• c
• r

r e c t l y r e c

• n
• n

s t r u r u c t t h e e r e a c t c t i

• n
• n

v e v e r t e x . e x .

 A

l l i d e n t i fi e d p a r t i c l e s u n d e r w e n t t h e v e r t e x c

• r

r e c t i

• n

.

e

• E

l e c t c t r

• n

v e r e r t e x

SLIDE 15

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

1 5

S e l e c t i

• i
• n

n

• f
• f

S I S I D I S S E v e n t s : : K i K i n e n e m a t a t i c i c C u t C u t s

SLIDE 16

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

1 6

P r

• d

u d u c t i

• n
• n

C h a n C h a n n e n e l

• R

e c

• n

s t r u c t c t Λ v i v i a i t s s d e c a y y p r p r

• d

u d u c t c t s π

• a

n d p .

• P

e r e r f

• r

m v a v a r i

• u
• u

s s s a s a n i t y c h c h e c k s c k s

• f

t h e e b a c k g r c k g r

• u

n d d s u b t s u b t r a c t c t i

• n
• n

a n d y i y i e l e l d d e x e x t r a c t a c t i

• n
• n

t e c h n h n i q u e s e s .

 F

i r s t me t h

• d

: P

• l

y n

• mi

a l ( f

• r

b a c k g r

• u

n d ) + B r e i t

• Wi

g n e r ( f

• r

s i g n a l ) .

 S

e c

• n

d me t h

• d

: C

• mb

i n a t

• r

i a l b a c k g r

• u

n d + B r e i t

• Wi

g n e r u s i n g s i d e

• b

a n d n

• r

ma l i z a t i

• n

.

 T

h i r d me t h

• d

: C

• mb

i n a t

• r

i a l b a c k g r

• u

n d + B r e i t

• Wi

g n e r b a s e d

• n

MI N U I T mi n i mi z a t i

• n

( R

• F

i t ) .

MΛ MΛ

C

• u

n t s

S e e a l s

• S

e r e r e s J

• h

n s t

• n

’ s t a l k : 4 / 1 1 @ 2 : 4 p m i n D i r e c t

• r

’ s R

• w

H

SLIDE 17

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

1 7

Λ Y Y i e l d d E x t x t r a c a c t i

• n

i

• n
• A

A s a mp l e e z

• z
• b

i b i n : Λ Λ i n v a r i a r i a n t ma s s d i d i s t r i r i b u t i

• n

f

• r

r t h e h e l i q u q u i d ( l e f t ) a n d s

• l
• l

i d d ( F e ) ( r i r i g h t h t ) ) u s i n g g t h e h e t h i h i r d me t e t h

• d

.

• z

: f r a c t i

• n
• f

t h e s t r u c k q u a r k ’ s i n i t i a l e n e r g y c a r r i e d b y t h e f

• r

me d h a d r

• n

MΛ MΛ z

= = [ . 4 . 4 8 , , . 5 . 5 4 )

S

• l

i d L i q u i d

SLIDE 18

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

1 8

Mu Mu l t i p l p l i c i c i t i t y y R a t a t i

• i
• T

a r g e t F r a g m e n t a t i

• n

r e g i

• n

C u r r e n t F r a g m e n t a t i

• n

r e g i

• n

P r e l i m i n a r y P r e l i m i n a r y

• F

i r s t e v e r s t u d y

• f

t h e h a d r

• n

i z a t i

• n

p r

• c

e s s

• f

Λ h y p e r

• n

w h i c h p r

• b

e s t h e f

• r

w a r d ( c u r r e n t ) a n d b a c k w a r d ( t a r g e t ) f r a g me n t a t i

• n

r e g i

• n

s .

x

F

SLIDE 19

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

1 9

T r a n a n s v e r s r s e Mo m e m e n t n t u m u m B B r

• a

d e d e n i n n i n g ( ( z

• d

e d e p e n d e n d e n c n c e )

P r e l i m i n a r y

SLIDE 20

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

2

T r a n a n s v e r s r s e Mo m e m e n t n t u m u m B B r

• a

d e d e n i n n i n g ( ( A

• d

e

• d

e p e n d e d e n c n c e )

P r e l i m i n a r y

C F e P b P b

SLIDE 21

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

2 1

C L C L A S 1 S 1 2 @ 2 @ J J L a b a b

• S

p a n a w i d e r r a n g e

• f

n u c l e i ma s s e s → B e t t e r u n d e r s t a n d i n g

• f

A d e p e n d e n c e ;

• S

t u d y

• f

v a r i

• u

s h a d r

• n

s p r

• d

u c t i

• n

→ I mp r

• v

e

• u

r u n d e r s t a n d i n g

• f

h a d r

• n

’ s f

• r

ma t i

• n

me c h a n i s m.

• H

i g h e r s t a t i s t i c a l p r e c i s i

• n

→ Mu l t i

• d

i me n s i

• n

a l s t u d y

• f

p h y s i c s

• b

s e r v a b l e s d e p e n d e n c i e s f

• r

a c

• mp

r e h e n s i v e e x t r a c t i

• n
• f

t h e p r

• d

u c t i

• n

a n d f

• r

ma t i

• n

t i me s c a l e s . D I S c h a S c h a n n e l s n e l s : : s t a t a b l b l e e h a h a d r d r

• n

s a c

• n

s a c c e s e s s i b l s i b l e e w i t h i t h t h e t h e C L A S A S 1 2 2 d e t e d e t e c t

• r

c t

• r

Wi Wi t h 1 t h 1 2 2 G e V e V u p u p g r g r a d a d e

• e
• f

t h f t h e C E e C E B A F : a c a c c e l e r e l e r a t e e l e t e e l e c t r c t r

• n

s u s u p p t

• t
• 1

1 1 1 G G e V i n H a l e V i n H a l l B l B .

SLIDE 22

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

2 2

S u m u m m a r y a r y

• H

a d H a d r

• n

i z a t z a t i

• n
• n

s t s t u d y i s a a d i d i r e c t c t p r p r

• b
• b

e e

• f

Q C D c

• n

fi fi n e m e me n e n t d y n a mi c s c s .

• P

r e l i mi n a r y r e s e s u l t s f

• r
• r

Mu Mu l t i p l p l i c i c i t y r a t a t i

• s
• s

f

• r
• r

F e , e , C a n d P b P b t a r g e t g e t s .

• P

r e l i mi n a r y T r a n s v e r s e r s e e Mo me n t u m B r

• a

d e a d e n i n g . g .

• N

e x t N e x t s t e p s e p s i n c u c u r r e n e n t w

• r

k w

• r

k w

• u
• u

l d d i n c l c l u d e : e :

 A

c c e p t a n c e c

• r

r e c t i

• n

s , R a d i a t i v e c

• r

r e c t i

• n

s , S y s t e ma t i c S t u d i e s .

 S

t u d y

• t

h e r d e p e n d e n c i e s

• f

R

Λ

, P

T 2

, C r

• n

i n e ff e c t , e t c .

• A

A d e t e t a i a i l e d d c

• m
• mp

r p r e h e h e n e n s i v e v e s t u d y d y

• f
• f

t h e h e h a h a d r d r

• n
• n

i z a t i

• n
• n

me c h a c h a n i s m s m w i t h t h e h e u p c

• mi

n g g C L A S 1 2 1 2 e x p e x p e r i e r i me n e n t i s s c r u c r u c i a l a l t

• c
• n
• n

s t r a i a i n t h e h e c

• m
• mp

e t e t i n g t h e h e

• r

e t e t i c a l a l mo d e l e l s a n a n d d e x t e x t r a c t c t t h e e c h a h a r a c t a c t e r i r i s t i c t i me e s c s c a l a l e s e s . ~ A c k n c k n

• w
• w

l e d g d g me n t ~

T h i s w

• r

k i s s u p p

• r

t e d i n p a r t b y t h e U S D e p a r t me n t

• f

E n e r g y c

• n

t r a c t # D E

• F

G 2

• 3

E R 4 1 5 2 8

SLIDE 23

S u mma r y T h a n a n k y

• u

! ! y

• u

! !

SLIDE 24

S u mma r y E x t r a s a s

SLIDE 25

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

2 5

C L C L A S S 6 : 6 : H H a d a d r

• n
• n

i z i z a t a t i

• n
• n

r e s u l u l t s

• n
• n

Me Me s

• n
• n

c h a n h a n n e n e l s

SLIDE 26

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

2 6

C L C L A S S 6 : 6 : H H a d a d r

• n
• n

i z i z a t a t i

• n
• n

r e s u l u l t s

• n
• n

Me Me s

• n
• n

c h a n h a n n e n e l s

C L A S

• 6

t r a n s v e r s e m

• m

e n t u m b r

• a

d e n i n g r e s u l t s f

• r

c h a r g e d p i

• n

s s h

• w

s a s i m i l a r b e h a v i

• r

SLIDE 27

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

2 7

S I D I S

SLIDE 28

4 / 1 / 2 1 9

G H P H P 2 1 9

T a y a C h e t r y

Λ F r a g m e m e n t n t a t i

• n

n S t S t u d y

2 8

P

t

d i d i s t r i r i b u t u t i

• n

i

• n