According to the standard model, the size of CP violation in the weak decay Λ → pπ- is predicted to be ∼ 10-5. This means that a very high precision is needed if we want to be able to measure it. It turns out that the precision mainly depends on three factors: if the decay already has a large parity-breaking effect, if we take more measurements, or if the Lambda baryon has a large polarization. The uncertainty is inversely proportional to the root mean square of the polarization, √⟨P2⟩, of Λ. Polarization is a measurement of the fraction of particles with parallel spin. In this project, we simulated the kinematic properties of the three-body decay of the charmed lambda baryon Λc+ → Λπ+ π0 by assuming that Λ+ c decays 100% of the times via the ρ+-resonance, i.e. Λc+ decays like Λc+ → Λρ+ , and ρ+ subsequently decays ρ+ → π+π0. The invariant masses of the daughter particles were then plotted in a so-called Dalitz plot. The fact that the ρ+-meson is a vector meson is exploited to compute the helicity amplitudes HλΛ,λρ, where λ is the helicity of respective particle, meaning the projection of the spin in the direction of the ρ+-mesons momentum. The helicity amplitudes describe the helicities of the particles involved before and after the decay. These are then used to compute the polarization of Λ. After doing the simulation, the invariant masses are plotted in the Dalitz plot and the polarization in each point is computed. The root mean square polarization of Λ was √⟨P2⟩ = 0.81 ± 0.08. This result gives a large polarization and points to this process being a good baryon polarizer. When conducting more research into the three-body decay of Λc+ as a potential source of Λ with large polarization, the contributions of other resonances should be taken into account. In light of these results, it would also be interesting to investigate if three-body decays could work as a baryon polarizer for other baryons. / CP brytning i sönderfallet Λ → pπ-, via den svaga växelverkan, kommer enligt standardmodellen att ha en storlek runt ∼ 10-5. Det betyder att en väldigt hög precision är nödvändig om man ska kunna observera denna effekt. Det visar sig att precisionen av mätningarna främst beror på tre faktorer: om sönderfallet redan har stor paritestbrytande effect, om man tar fler mätningar, eller om Lambdabaryonerna har stor polarisation. Osäkerheten är proportionerlig mot inversen av det kvadratiska medelvärdet, √⟨P2⟩ av Lambdabaryonerna. Polarisationen av en mängd partiklar är ett mått på andelen partiklar med parallellt spinn. I detta projekt kommer vi simulera de kinematiska egenskaperna hos trekroppssönderfallet av den charmade Lambdabaryonen Λc+ → Λπ+π0 genom att anta 100% sönderfall via ρ+-resonansen, dvs att Λc+ först sönderfaller som Λc+ → Λρ+, och att ρ+ sedan sönderfaller som ρ+ → π+π0. De invarianta massorna av dotterpartiklarna plottades sedan i en s.k Dalitz-plot. Vi utnyttjade att ρ+-mesonen är en vektormeson för att beräkna helisitetsamplituderna HλΛ,λρ, där λ är helisiteterna av respektive partikel, dvs projektionen av partiklarnas spinn längst ρ+-mesonens rörelsemängdsriktning. Helisitetsamplituderna beskriver helisiteten hos partiklarna före och efter sönderfallet. Dessa användes sedan för att beräkna polarisationen av Λ. Efter att simuleringen gjorts, plottades de invarianta massorna i en Dalitz-plott och polarisationen beräknades i varje punkt. Det kvadratiska medelvärdet av polarisationen hos Λ var √⟨P2⟩ = 0.81 ± 0.08. Detta är en stor polarisation som indikerar att trekroppsönderfall kan vara en bra baryonpolarisator. För vidare forskning om trekroppssönderfallet av Λc+ som en källa av Λ med stor polarisation, borde bidragen från andra resonanser också medräknas. Vidare skulle det även vara intressant att undersöka om trekroppssönderfall kan fungera som en baryonpolarisator för andra baryoner.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-507874 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Königsson, Carl Johan |
| Publisher | Uppsala universitet, Kärnfysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | FYSAST ; FYSKAND1176 |
Page generated in 0.0015 seconds