Чармоний 2007 новости эксперимента Сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН «Физика фундаментальных взаимодействий» 27 ноября 2007

Галина Пахлова2 Quarkonium Working Group BES-Belle-CLEO-BaBar Joint workshop on Charm Physics BES November 26-27, 2007, IHEP, Beijing QWG Workshops on Heavy Quarkonium QWG1: CERN, November 8 to 10, 2002 QWG2: Fermilab, September 20 to 22, 2003 QWG3: Beijing, October 12 to 15, 2004 QWG Topical Seminar School on Heavy Quarkonia at Accelerators: New Theoretical Tools and Experimental Techniques ITP Beijing, October 8 to 11, 2004 QWG4: Brookhaven, June 27 to 30, 2006 QWG5: DESY, October 2007 Yellow report on Heavy Quarkonium : CERN , hep-ph/

Галина Пахлова3 Физика кваркония и тяжелых адронов (C) Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал председатель Ю.А. Симонов А.М. Бадалян (ИТЭФ) Теория тяжелых и тяжело-легких мезонов /теория/ (30 мин) М.А. Трусов (ИТЭФ) Киральная связь каналов в тяжело-легких мезонах, сдвиги и ширины Ds и Bs /теория/ (15 мин) С.Н. Морозов (ИТЭФ) Тяжелые и тяжело-легкие мезоны на решетках /теория/ (15 мин) Г.В. Пахлова (ИТЭФ) Рождение чармония в e+e аннигиляции в процессах с ISR /эксперимент/ (15 мин) председатель А.К. Лиходед С.И. Эйдельман (ИЯФ СО РАН) Рождение чармония в γγ столкновениях /эксперимент/ (15 мин) Т.В. Углов (ИТЭФ) Парное рождение чармония в е+е аннигиляции /эксперимент/ (15 мин) А.В. Бережной (НИИЯФ МГУ) Комментарий о внутреннем движении массивных c-кварков в процессе парного рождения чармония в е+е аннигиляции /теория/ (15 мин) В.В. Брагута (ИФВЭ) Эксклюзивное рождение чармония в жестких процессах /теория/ (15 мин) Р.Н. Чистов (ИТЭФ) Рождение чармония в распадах В-мезонов /эксперимент/ (15 мин) председатель С.И. Эйдельман А.В. Нефедьев (ИТЭФ) Гибридные чармонии /теория/ (15 мин) А.Б. Кайдалов (ИТЭФ) Взаимодействие в конечном состоянии в распадах тяжелых мезонов /теория/ (20 мин) В.О. Галкин, Р.Н. Фаустов (ВЦ РАН), D.Ebert (Humbolt U., Berlin) Спектры масс тяжелых барионов /теория/ (15 мин) И.М. Народецкий (ИТЭФ) Странные, очарованные и прелестные барионы /теория/ (15 мин) Р.Н. Фаустов (ВЦ РАН) Релятивистское описание тяжелых тетракварков /теория/ (15 мин) Среда, 28 ноября 2007 г. Конференц-зал председатель Р.Н. Чистов А.А. Соколов (ИФВЭ) Наблюдение распадов Υ(4S,5S) Υ (nS) π+π– (K+K– ) в эксперименте Belle /эксперимент/ (20 мин) Ю.А. Симонов (ИТЭФ) Теория дипионных распадов тяжелых кваркониев и сравнение с экспериментом /теория/ (20 мин) А.М. Сухарев (ИЯФ СО РАН) Измерение вероятности распада ψ' μ+μ– /эксперимент/ (15 мин) Е.М. Балдин (ИЯФ СО РАН) Измерение Гee·Br(J/ψ е+е ) J/ψ мезона /эксперимент/ (15 мин) председатель М.В. Данилов К.Ю. Тодышев (ИЯФ СО РАН) Измерение массы и полной ширины ψ(3770)-мезона /эксперимент/ (15 мин) Д.А. Епифанов (ИЯФ СО РАН) Изучение полулептонных распадов τ лептона с детектором Belle /эксперимент/ (15 мин) Л.К. Гладилин (НИИЯФ МГУ) Изучение возбужденных очарованных и очарованно-странных мезонов в эксперименте ZEUS на ep-коллайдере HERA /эксперимент/ (15 мин) И.А. Коржавина (НИИЯФ МГУ) Дифракционное фоторождение D* мезонов на ep-коллайдере HERA /эксперимент/ (15 мин) А.О. Полуэктов (ИЯФ СО РАН) Измерение масс D-мезонов /эксперимент/ (15 мин) председатель А.Б. Кайдалов Ю.С. Калашникова (ИТЭФ), C.Hanhart (FZ Julich, Germany) и др. Резонансы и пороги в спектре чармония /теория/ (20 мин) Ю.А. Симонов (ИТЭФ) Комментарий о Z+(4430) и взаимодействии кваркония с пионом /каоном/ /теория/ (15 мин) Общая дискуссия. Ведущие дискуссии С.И.Эйдельман и Ю.А.Симонов: «Мы приглашаем к активному обсуждению проблем в теории и эксперименте, обмену идеями между теоретиками и экспериментаторами о новых задачах в физике тяжелых адронов».

Галина Пахлова4 Чармоний … связанное состояние cc Квантовые числа: n, L, S, J P- и C- четность: P=(-1) L+1, C=(-1) L+S Не все J PC состояния разрешены (например 0 +-, 0 --, 1 -+, 2 +- запрещены) Свойства распадов: Ниже порога рождения открытого чарма разрешены только электромагнитные или подавленные по s распады В основном узкие состояния Выше порога рождения открытого чарма В основном широкие состояния Что нам дает изучение чармония? Понимание КХД: «обычный чармоний» тесты НРКХД, потенциальные модели, … «новые состояния» экзотические конфигурации сильно- взаимодействующих частиц

Галина Пахлова5 Чармоний Большинство состояний чармония ниже порога рождения открытого чарма обнаружены и объяснены same J PC as J/ but mostly D wave ! M(MeV) J PC (2S+1) L J Increasing L Increasing n c c J/ c2 c1 c0 hchc Open charm threshold (3770) (4040) (4160) (pot. Models) QWG: hep-ph/ Последние измерения Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал С.И. Эйдельман (ИЯФ СО РАН) Рождение чармония в γγ столкновениях

Галина Пахлова6 Многокварковые состояния Тетракварки [Qq, Qq] : дикварк-антидикварк Q = c, q = u, d или s Множество состояний Узкие состояния выше порога рождения открытого чарма Гибридные мезоны: QQ+n gluon Низшее состояние 1 –+ (запрещено для чармония) Доминирующие распады HDD ** Молекулы (Qq, Qq) Меньше состояний, но по-прежнему узкие состояния выше порога рождения открытого чарма Поиск таких состояний: с J PC, запрещенными для чармония неестественно узких с зарядом или странностью 0 очевидное указание на нечто новое заряженное [Qu Qd], странное [Qd Qs], и заряженное, и странное [Qu Qs] Чармониеподобные состояния

Галина Пахлова7 Измерение квантовых чисел Квантовые числа могут быть зафиксированы при рождении чармония или чармониеподобного состояния: В процессах с излучением в начальном состоянии (ISR) чармоний рождается только с квантовыми числами фотона (J PC =1 - - ) При рождении в получаются только C=+, J=0,2 При парном рождение чармония e + e - * X cc 1 X cc 2 Только, если квантовые числа пары вместе позволяют получить В распадах B-мезонов: в общем случае без ограничений на квантовые числа Угловой анализ распадов B-мезонов в принципе позволяет измерить квантовые числа...или при его распаде: Правила отбора Сохранение J Сохранение P, C в сильных и э.м. распадах Угловые распределения продуктов распада зависят от J P

Галина Пахлова8 e + e - сharmonium CLEO-c BES-II L~10 33 /cm 2 /s E= GeV e + e - Y(4S) BaBar Belle CLEO L~10 34 /cm 2 /s Чармоний в распадах B мезонов, ISR, парное и рождение pp colliders CDF D0 Большое сечение Огромный фон Эсперименты 3M (2S), 1.8 M (3770)58M J/, 14M (2S) 383M Y(4S) 657M Y(4S) 1.5M Y(1S),1.9M Y(2S),1.7M Y(3S), 9M Y(4S) 800pb fb -1

Рождение & Спектроскопия Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал Г.В. Пахлова (ИТЭФ) Рождение чармония в e + e аннигиляции в процессах с ISR

Галина Пахлова10 Y(4260) PDG 2006 Измерения R вблизи порога открытого чарма Истории широких состояний ψ (3770), ψ (4040), ψ (4160), ψ (4415) более 25 лет... Даже M,, ee измерены недостаточно точно Инклюзивные измерения общие конечные состояния D (s) (*) D (s) (*) влияние открывающися порогов СЕГОДНЯ наблюдается возрождение интереса эксперимента и теории, в частности, благодаря обнаружению X(3872), Y(4260) … Много новых результатов

Галина Пахлова11 Впервые учли интерференцию вопрос только правильно ли? Существенное различие результатов с учетом/без учета интерференции! Зависимость результатов от модели и подгонки Resonance shapesInterference term R res =R BW +R int arXiv: BES II: обновленные параметры состояний чармония 1 -- Resonance parameters

Галина Пахлова12 D *+ D *- D + D *- 550/fb (4040) (4415) Phys. Rev. Lett. 98, (2007) (4160) Y(4260) Charged D (*) D * ½ from CLEOc DD * D*D*D*D* PRELIMINARY (4160) Y(4260) (4040) CHARM 2007 Систематические ошибки статистическим Отправлено в Durham database Первые эксклюзивные измерения сечения e + e – D * D (*) c ISR Y(4260) сигнал? DD * : незначительный намек D * D * : отчетливый минимим ! аналогичный в инклюзивном R D s * D s *, (DD (**) ) или интерференция с ψ(nS)?

Галина Пахлова13 σ(ee D + D )/σ(ee D 0 D 0 ) = at M DD M (3770) согласуется с BES/CLEOc (4040) (4160) (4415) 670 fb -1 (3770) Широкая структура вблизи 3.9 ГэВ «качественно согласуется» ??? с coupled-channel model Phys. Rev. D21, 203 (1980) (e + e – DD) с ISR (4040) (4160) DD PRELIMINARY Charm 2007 D0D0D0D0 D+D–D+D– arXiv: arXiv:

Галина Пахлова14 Первое измерение эксклюзивного распада (4415) ! Br( (4415) D(D ) non D2(2460) )/Br( (4415) DD * 2 (2460))

Галина Пахлова15 Contributions to the inclusive cross-section at 3.7-5GeV D*D*D*D* DD * Phys. Rev. Lett. 98, (2007) uds-continuum + + = Измеренные конечные состояния практически полностью насыщают инклюзивное сечение Еще …. D s (*) D s (*), D (*) D (*) π, Λ c Λ c... 2 DD NEW arXiv: submitted to PRD(RC) DDπ NEW arXiv: , to appear in PRL Anything else? 2

Галина Пахлова16 Cleo-с: сравнение с updated Eichten et al. PRELIMINARY Новые результаты Cleo-c Инклюзивное сечение, поправленное на ISR R = R uds +R charm R uds = Все еще разумное качественное согласие ???

Прибавление в семействе 1 -- «Четыре черненьких чумазеньких чертенка чертили черными чернилами чертеж...» Y(4360) Y(4260) Y(4660) Y(4008)

Галина Пахлова18 Из истории новых состояний e + e - Y ISR Подтвердили + J/ 0 0 : CLEO PRD74, (2006) CLEO-c PRL 96, (2006) Еще один Y(4350) ! PRL 98, (2007) Y(4350) (2S) (2S) ПЕРВЫЙ Y(4260) PRL 95, (2005) Y(4260) J/

Галина Пахлова19 Что это? Нерезонансный J/ Перерассеяние ee D (*) D (*) J/ Новое широкое состояние Проверка влияния интерференции Y(4260) и не-Y: Подгонка: 2 коггерентных BW Два решения: конструктивная и деструктивная интерференция BW+ полином: параметры Y(4260) согласуются с BaBar 2-BW с учетом интерференции лучше описывает данные параметры Y(4260) отличаются неопределенность в пиковом сечении 550 fb -1 e + e – J/ + – via ISR PRL 99, (2007) New

Галина Пахлова20 e + e – (2S) + – via ISR сечение Y(4360) согласуется с BaBar Y(4660) NEW fb -1 arXiv: to appear in PRL

Галина Пахлова21 e + e – J/ + – & e + e – (2S) + – Положение пиков M(J/ ) & M( (2S) ) значительно отличаются Что скажет теория ? даже первое состояние Y(4260) не понято до сих пор

Галина Пахлова22 Не согласуются с предсказаниями потенциальных моделей... Может быть Y(4260) тетракварк распадающийся в J/ f 0 или гибрид с g Наблюдается только в (2S) Почему не ψ (4040)? M(MeV ) J PC (2S+1) L J J/ (2S) Open charm threshold (3770) (4040) (4160) (pot. Models) 1 -- (4415) Куда «пристроить» четыре новых Y из семейства 1 -- ?

Галина Пахлова23 Август 2007

X, Y, Z и все 3940

Галина Пахлова25 Z DD PRL 96, (2006) Удивительное семейство 3940 Observed inJ PC (?)M (MeV) (MeV) X e + e - J/ X (X DD * ) 0 –+, ±8

Галина Пахлова26 BaBar подтвердил Y(3940) (B K J/ Сохранение изоспина Измерение Belle B YK, Y J/ наконец подтверждено !!! BR (B YK) ~10 -5 согласуется с Belle однако... масса на ~30MeV меньше ширина существенно меньше B YK B 0 YK S B 0 /B preliminary M(J/ ) (GeV) LP fb -1

Галина Пахлова27 «Обычные» состояния чармония ? M(MeV) J PC (2S+1) L J Open charm thr. (3770) c1 (pot. Models) c2 c0 c c X Z Y Плохо согласуются с предсказаниями XY почему нет Y open charm Гибрид?

Новое состояние в парном рождении чармония Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал Т.В. Углов (ИТЭФ) Парное рождение чармония в е + е аннигиляции

Галина Пахлова29 Поиск чармония в отдаче к J/ ηсηс с0 X(3940) η c Четвертый пик X(3940) M ~ 3.94 ГэВ = МэВ (

Галина Пахлова30 Новое исследование e + e J/ D (*) D (*) Phys. Rev. Lett. 98, (2007) 693fb -1 D*D* D*πD*π D*D* D D arXiv: Все сигналы > 5 Метод впервые использован Belle Восстанавливаем J/ и один из двух D (or D * ) Невосстановленный D (*) дает пик в M recoil (J/ D (*) ) D и D * в отдаче относительно восстановленной пары J/ D (*) надежно разделены (~2.5 ) Одновременная подгонка сигнала D и D-sidebands позволяет фиксировать фон

Галина Пахлова31 e + e – J/ DD Тагируем невосстановленный D: |M recoil (J/ D) - M D | < 70MeV Refit M recoil (J/ D) M D : уменьшает разрешение M DD ~10 раз Широкий пик вблизи M DD не согласуется с нерезонансным рождением DD в процессе e + e J/ DD параметры пика имеют большую систематическую ошибку подгонки D DD D 3.8 D

Галина Пахлова32 D * -reconstructed D-tag X(3940) cross check 3.8 X(3940) D reconstructed D * tag 6.0 ee J/ DD reflection M = 3942 ±6 MeV tot =37 ±12 MeV N ev = 52 ± X(3940) DD * подтвержден на новых данных M и согласуются с опубликованными результатами e + e – J/ DD * и D * D D*D* D

Галина Пахлова33 M=( )MeV/c 2 =(139 21)MeV Широкий отчетливый пик на пороге Найдено новое состояние X(4160) )(C = +1) ψ(4160) ( C = – 1) в моде распада D * D * e + e J/ D * D * 5.5 X(4160) D * reconstructed D * tag Еще одно новое состояние, требующее объяснения... J PС =0 + ( c (4S)) не исключено D*D* Борновское сечение измеренных состояний сравнимо с остальными сечениями парного рождения

X(3872) Вторник, 27 ноября 2007 г. Конференц-зал Р.Н. Чистов (ИТЭФ) Рождение чармония в распадах В-мезонов

Галина Пахлова35 Что мы знаем о X(3872) Впервые найдено: BX(3872)K, X J/ PRL 91, (2003) by BELLE Рождение На B фабриках только в распадах B мезонов Прямое рождение на Тэватроне Не найден в γγ Не найден в e + e – (ISR) Распады J/ = J/ (нарушение изоспина!!!) BF(XJ/ BF(X J/ X J/ ( очень мал!!! но виден!!!!) C=+1 М(X) = ( ) МэВ PDG2007 близка к M D* 0 +M D 0 = ( ) МэВ Width2 не проверялись

Галина Пахлова36 M(MeV) J PC (2S+1) L J Increasing L Increasing n c c J/ c2 c1 c0 hchc Open charm threshold (3770) (4040) (4160) (pot. Models) QWG: hep-ph/ X(3872)? Не согласуется с предсказанными состояниями! состояние с массой выше порога рождения DD: должно быть широким, однако оно узкое распадается в конечное состояние J/, подавленное для чармония Может быть это... DD* молекула масса на пороге предпочитает DD * распадам J/, а затем J/ Тетракварк объясняет малую ширину предсказывает 4 состояния: 2 заряженных и 2 нейтральных важно найти заряженное!!! Загадочный X(3872)

Галина Пахлова37 B ± XK ± B 0 XK S 6.5 (first obs.) Belle-CONF-0711 Новые измерения массы X(3872) и BR в распадах BXK, XJ/ M X = M(X from B ± ) M(X from B 0 ) = (0.22±0.90±0.27)MeV/c 2 нет расщепления масс, предсказанного для тетракварков Br(B 0 X(3872)K 0 )/Br(B ± X(3872)K ± ) = 0.94±0.24±0.10 заряженные и нейтральные B мезоны распадаются в X(3872) со сравнимыми BR, некоторые молекулярные модели предсказывают 1/10! X(3872) дублет тетракварков? cd cd X d = cu cu X u =

Галина Пахлова38 X(3875) в распадах D 0 D 0 Belle: B XK, X D 0 D 0 0 PRL 97, (2006) BaBar: подтвердил в B + & B 0 D 0 D *0 K BABAR-PUB-07/049 Прекрасное согласие Belle/BaBaR, но... 4 от M(J/ ψ

Галина Пахлова39 Масса X(3872) ДВА СОСТОЯНИЯ? X(3872) & X(3875) ? Исключено из усреднения Масса X в распадах XJ/ и X DD (*) отличается на ~ 4

Галина Пахлова40 Август 2007

Z + (4430) Первое заряженное экзотическое состояние со «скрытым очарованием»

Галина Пахлова42 Найден (2S) резонанс в B K S (2S) + – ; J/ M = (4433±4) MeV = ( ) MeV arXiv: K * (890) & K * (1430) исключены (2S)) 548 fb -1 M 2 ( (2S) ), (GeV 2 ) M 2 (K ), (GeV 2 ) K * (890) K + - K * (1430) K + - ??? Dalitz Plot, Selected events

Галина Пахлова43 Для отражения слишком узкий Для проверки отдельные каналы распадов J/ ψ(ψ) BF и массы согласуются для B ± и B 0 в пределах ошибок в распадах B ± M=(4430±9) MeV BF ± /BF 0 =1.0±0.4 Первое заряженное состояние Z + (4430)! BF(B KZ)xBF(Z (2S) )=(4.1±1.0±1.3) Первое заряженное экзотическое состояние со «скрытым очарованием» Тетракварк или мезонная молекула? Для определения J PC необходимо больше данных Первый безрезультатный поиск B X + K, X + J/ 0 PRD 71, (2005)

Галина Пахлова44 D.V. Bugg The Z + (4430)... is explained naturally as a threshold cusp in the D * (2010)D 1 (2420) system. Jonathan L. Rosner...the mass of this structure...is not far from the threshold for production of D * D 1 (2420). A proposed mechanism for production of this state is suggested... Gui-Jun Ding The difference between Z(4430) as a D * D 1 molecule and a tetraquark state and how to distinguish between them are discussed... if Z(4430) is a D * D 1 molecule state, there should be a B * B 1 bound state as well, and it mass is about MeV. S. S. GershteinS. S. Gershtein, A. K. Likhoded, G. P. PronkoA. K. LikhodedG. P. Pronko We discuss exotic states X(3872) and Z + (4430)... The QCD-string based explanation is suggested. L. MaianiL. Maiani, A.D. Polosa, V. RiquerA.D. PolosaV. Riquer We identify the newly found Z(4433) with the first radial excitation of the tetraquark basic supermultiplet to which X(3872) and X(3876) belong...

Эпилог

Галина Пахлова46 e+e+ e–e– c c Theory Belle BES Cleo BaBar tetraquark hybrid molecule