uu.seUppsala University Publications
Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Analysis of Monte Carlo data at low energies in electron-positron collider experiments using Initial State Radiation
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Physics, Department of Physics and Astronomy, Nuclear Physics.
2014 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

This report explores a novel application of the initial state radiation (radiative return) method in an electron-positron collider, to measure the electron-positron annihilation into a neutral pion and a photon  reaction cross section at low energies. The challenge of using ISR events for analysis is due to the combinatorics issue presented by the extra photon(s) in the final state. Through measuring the cross section, access is gained to the time-like electromagnetic transition form factor (TFF) of the neutral pion. This can be used to constrain theoretical models of the hadronic light-by-light scattering contribution to the anomalous magnetic moment of the muon (AMM). The aim of this project was to determine if existing, or expected, data samples at the experiments KLOE-2 in Frascati and BES-III in Beijing could provide competitive results for the time-like TFF slope parameter. The analysis was performed through the construction of an event generator, where events were generated for three different reaction models. Considering the amount of data available at low energies, this study indicates that the ISR approach could be a viable option to enhance the data sample in the low energy region. The most promising experiment for further analysis is here indicated to be KLOE-2. Compared to tabulated values for the form factor slope parameter, the uncertainty retrieved here is roughly on the same order of magnitude or smaller.

Abstract [sv]

I denna rapport behandlas en ny metod för analys av ISR-data från experiment vid elektron-positron-kolliderare, så som KLOE-2 och BES-III. Strålning i form av en eller flera fotoner som strålats ut från elektronen eller positronen innan kollision kallas ISR. Då en foton strålas ut  från initialtillståndet sänks reaktionens nominella energi. Detta möjliggör analys av reaktioner över ett kontinuerligt energispektrum. Utmaningen med ISR analys ligger i kombinatoriken som uppstår då det återfinns ytterligare fotoner i sluttillståndet för reaktionen.I rapporen beskrivs processen elektron-positron-annihilation till en neutral pion och en foton. Denna reaktion är intressant då kunskap om dess reaktionstvärsnitt ger tillgång till den elektromagnetiska formfaktorn för den neutrala pionen. Formfaktorn beskriver hur reaktionen i fråga avviker från en punkt-lik elektromagnetisk växelverkan. Den elektromagnetiska fromfaktorn för den neutrala pionen är i sin tur en viktig del i beräkningarna för det hadroniska bidraget till myonens anomala magnetiska moment (AMM). Eftersom AMM är experimentellt uppmätt till mycket god noggrannhet kan jämförelser med teoretiska modeller göras med hög precision.  Vid låg reaktionsenergi kan formfaktorn beskrivas med endast en parameter, lutningsparametern. Från Monte Carlo genererad ISR-data har i denna rapport lutningsparametern bestämts med noggrannhet som är likvärdig eller bättre än tabulerade värden, beroende på mängd analyserad data samt val av analysmetod.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 67 p.
UPTEC F, ISSN 1401-5757 ; 13040
Keyword [en]
ISR, Monte Carlo, pion, meson
National Category
Subatomic Physics
URN: urn:nbn:se:uu:diva-217038OAI: oai:DiVA.org:uu-217038DiVA: diva2:691791
Educational program
Master Programme in Engineering Physics
Available from: 2014-02-11 Created: 2014-01-28 Last updated: 2014-02-11Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3496 kB)162 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3496 kBChecksum SHA-512
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Nuclear Physics
Subatomic Physics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 162 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 394 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link