A study of the claim to observe beauty production at the ISR using two Čerenkov counters in series to identify e^±

Summary

The purpose of this work was to study the claim of theR416 group to be able to observe the production of «beauty» at the Split-Field Magnet (SFM) facility of the CERN Intersecting Storage rings (ISR). The two basic points of these authors were: i) by using an improved «new» version of the reconstruction programs a factor ∼ 9 in efficiency can be achieved with respect to the «old» SFM reconstruction programs; ii) with two Čerenkov counters, each1 m long, and each with a large area of coverage as in the SFM structure, a rejection power of 1.5·10⁻⁴ against charged hadrons can be achieved. Point i) would mean that the previous programs, used for five years at the SFM, were incredibly inefficient despite the efforts, by all people concerned, to produce a reasonable program for the SFM users. The proof that the old programs produce a correct figure for the track detection efficiency is given by our measurements of the average charge multiplicity <n _ch> at three total c.m. (pp) energies:$\sqrt 8 = 30, 44, 62 GeV$. These values of <n _ch> are in excellent agreement with previous measurements and corroborate our confidence in the «old» SFM reconstruction programs. Our estimate of the efficiency for the «new» programs gives at least a factor of ∼3 less than the claimed factor of 9. Concerning point ii), it is well known that the correct figure cannot be better than ∼ 10⁻³. Any experimental physicist can check this point if he has not done so already. Our measurement (7.1±2.0)·10⁻⁴ for incident-particle momenta between 0.8 GeV/c and 3.0 GeV/c, performed at the SFM facility of the CERN ISR, is perfectly consistent with the universally accepted figure for the abovementioned rejection power. The conclusion of our study is that theR416 group has not the necessary rejection power against charged hadrons. Therefore, their claim to be able to observe «beauty» production at the ISR is unfounded.

Riassunto

Scopo di questo lavoro è lo studio della presunta possibilità da parte dell’esperimentoR416, effecttuato dalla collaborazione ACCDHW, di osservare la produzione di «beauty» allo Split-Field Magnet degli ISR del CERN di Ginevra. Tale possibilità sarebbe basata su due caratteristiche essenziali: i) l’uso di una «nuova» versione dei programmi di ricostruzione consentirebbe un guadagno di un fattore 9 in efficienza di rivelazione rispetto ai «vecchi» programmi di ricostruzione; ii) la capacità di ottenere un fattore di reiezione di 1.5·10⁻⁴ control la contaminazione di adroni carichi usando due contatori Čerenkov di 1 m di lunghezza in serie. Il punto i) significherebbe, se confermato, che la «vecchia» versione dei programmi, usata per cinque anni nell’analisi dei dati dell’SFM, era incredibilmente inefficiente nonostante gli sforzi, da parte del gruppo che li ha approntati, di produrre un programma valido per gli utenti dell’SFM. La prova che i vecchi programmi danno dei risultati validi per quanto riguarda l’efficienza di ricostruzione è data dalle misure di molteplicità media <n _ch> in interazioni (pp) a tre diverse energie nel centro di massa,$\sqrt 8 = 30, 44, 62 GeV$, da noi ottenute. I valori di <n _ch> sono in ottimo accordo con le misure precedenti e corroborano la nostra confidenza nei «vecchi» programmi di ricostruzione. La nostra stima del guadagno dei nuovi programmi è un fattore ∼3 inferiore al fattore 9 che si sostiene. Il fattore di reiezione contro adroni carichi da parte dei due Čerenkov in serie è stimato essere 7.1·10⁻⁴, in buon accordo con il valore ∼10⁻³ universalmente accettato per tale tipo di rivelatore. La nostra conclusione è che l’esperimentoR416 non ha il’necessario potere di reiezione control adroni carichi. Se ne conclude l’impossibilità da parte di tale esperimento di osservare la produzione di «beauty» agli ISR.

Резюме

Цель этой работы—исследовать условия группыR416 для наблюдения рождения «красоты» в устройстве для расщепления магнитного поля на встречных накопительных кольцах в ЦЕРНе. Авторы отмечают два основных момента: 1) Используя «новый» улучшенный вариант программ восстановления, можно получить фактор ∼9 для эффективности по сравнению со «старыми» программами восстановления; 2) с помощью двух черенковских счетчиков, каждый 1 м длиной и каждый с большой областью применимости, можно получить степень фильтрации заряженных адронов 1.5·10⁻⁴. Пункт 1) означает, что «старые» программы, использованные в течемие пяти лет для анализа данных, являлись неэффективными, несмотря на все попытки получения разумной программы. Наши измерения средней множественности заряженных частиц <n _ch> при трех полных (pp) энергиях в системе центра масс:$\sqrt 8 = 30, 44, 62$ ГэВ представляют доказательство, что «старые» программы правильно воспроизводят эффективность восстановления. Эти величины <n _ch> хорошо согласуются с предыдущими измерениями и подтверждают наше доверие к «старым» программам восстановления. Наша оценка эффективности для «новых» программ дает, по крайней мере, фактор ∼3, т.е. меньше чем требуемый фактор 9. Что касается пункта 2), то хорошо известно, что правильная фигура не может быть лучше, чем∼10⁻³. Любой экспериментатор может проверить этот пункт, если но это уже не сделал. Наше измерение дает (7.1±2.0)·10⁻⁴ для импульса падающих частиц в интервале от 0.8 ГэВ/с до 3.0 ГэВ/с. Наш вывод из этого исследования состоит в том, что экспериментR416 не обладает необходимой степенью фильтрации заряженных адронов. Следовательно, условия для наблюдения рождения «красоты» на встречных накопительных кольцах не найдены.