Φωτοπαραγωγή του βαρυονίου ΛC σε υψηλές ενέργειες στον επιταχυντή SPS του CERN

Abstract

The last three periods of running of the NS14/2 charm photoproduction experiment about 4.5 million events have been collected. These events, when analyzed with the inclusion of information given by the second Cerenkov, have an extended range of particle identification in the low momentum range. The properties and production characteristics of Λc charmed baryons found from these last selected events have been investigated. A brief theoretical introduction describes the charm physics and the photoproduction models. The production of the final high energy photon beam <Εγ> ≈100 GeV, the configuration and make up of apparatus and detectors are described. The technical properties and difficulties of apparatus and detectors have been discussed. The data analysis has been focused on the second Cerenkov counter, designed and constructed by the National Technical University of Athens, so a particular emphasis has been placed on the description of this counter. Concerning the charm pattern recognition and vertex reconstruction a brief description of silicon telescopes is given. Data selection, data reduction, track reconstruction, particle identification, pattern recognition and vertex reconstruction for both charmed and non charmed particles are described. The measurements of the mass, lifetime and asymmetries of Λc give the following results: Mass of Λc ≈ (2.286 ± 0.002) GeV, Lifetime, τΛc ≈ (0.174 +0.078 -0.052) ps Λc/Λc ≈ 0.7 ± 0.5. The results of the Λc analysis of this thesis are compatible with other photoproduction experiment results.

Κατά τη διάρκεια των τριών τελευταίων περιόδων του run του πειράματος ΝΑ14/2 της φωτοπαραγωγής σωματιδίων με κβαντικό αριθμό charm, έχουν συλλεχθεί περίπου 4.5 εκατομμύρια γεγονότα. Τα γεγονότα αυτά όταν αναλυθούν με την προσθήκη της πληροφορίας που δίνεται από το δεύτερο Cerenkov, έχουν ένα διευρυμένο εύρος αναγνώρισης σωματιδίων στην περιοχή χαμηλών όρμων. Ερευνούνται οι ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά παραγωγής των Λc βαρυονίων, που βρέθηκαν από τα τελικά επιλεγμένα γεγονότα. Μια σύντομη θεωρητική εισαγωγή περιγράφει τη φυσική charm και τα πρότυπα φωτοπαραγωγής. Περιγράφονται η παραγωγή της τελικής δέσμης φωτονίων υψηλής ενέργειας <Εγ> ≈100 GeV και η διάταξη και κατασκευή των συσκευών και ανιχνευτών και κρίνονται οι τεχνικές ιδιότητες και δυσκολίες που αντιμετωπίσθηκαν. Η ανάλυση των δεδομένων επικεντρώθηκε στο δεύτερο απαριθμητή Cerenkov, που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε στο Eθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, έτσι δόθηκε ιδιαίτερη έμφαση στην περιγραφή του απαριθμητή αυτού. Δίνεται μια σύντομη περιγραφή των τηλεσκοπίων πυριτίου, όσον αφορά τον εντοπισμό χαρακτηριστικής τοπολογίας charm (charm pattern recognition) και την ανακατασκευή των κορυφών. Σύντομη περιγραφή δίνεται για την επιλογή των δεδομένων, την ανακατασκευή των τροχιών και κορυφών, την αναγνώριση των σωματιδίων, τόσο των charm όσο και των υπολοίπων σωματιδιων. Η μέτρηση της ενεργού μάζας, του χρόνου ζωής και της ασυμμετρίας του Λc δίνονται ως εξής: Mass of Λc ≈ (2.286 ± 0.002) GeV, Lifetime, τΛc ≈ (0.174 +0.078 -0.052) ps Λc/Λc ≈ 0.7 ± 0.5. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης για το Λc της διατριβής αυτής βρίσκονται σε συμφωνία με αποτελέσματα από άλλα πειράματα φωτοπαραγωγής.