Inclusive K0SK0S resonance production in electron-proton collisions at HERA

Abstract

At the HERA particle accelerator, 27.5 GeV electrons collide with 920 GeV protons. Photoproduction events, in which the quasi real photon emitted from the electron interacts with the proton with small momentum transfer, are dominant by 90% of the data sample. K0S-K0S candidate pairs, which might couple to glueballs, are selected and studied with the ZEUS detector in the photon-proton center-of-mass range 130 GeV < W_gamma_p < 270 GeV using the entire data luminosity of 0.5 fb^-1. Enhancements attributed to the production of f2(1270)/a02(1320), f'2(1525) and f0(1710) are observed in the K0S-K0S invariant mass spectrum. A coherent fit, which has taken into account the interference effects by SU(3) symmetry argument, provides precise measurement values on mass and width of the states. It gives a five standard deviation enhancement on state f0(1710) in terms of statistical significance. This is by far the best measurement in e-p collision experiments, and is consistent with results from other experiments and the world averages. Furthermore, spin analysis on the glueball candidate f0(1710) are performed as an approach to reveal the glueball content of the meson state. However, due to the complicated background condition, the angular distribution method and the partial wave analysis are undetermined and fail to give a positive result on the spin.À l'accélérateur de particules HERA, des électrons de 27.5 GeV entrent en collision avec des protons de 920 GeV. Les événements de photoproduction, où le photon émis par l'électron est quasi-réel et interagit avec le proton avec un petit échange de quantité de mouvement, dominent l'échantillon de données. Les paires K0S-K0S, susceptibles de se coupler aux boules de gluons ("glueballs"), sont choisies et étudiées avec le détecteur ZEUS dans un domaine d'énergie du centre de masse photon-proton entre 130 GeV et 270 GeV en utilisant la luminosité complète de 0.5 fb^-1 des données. Des structures observées dans le spectre de masse invariante K0S-K0S sont attribuées aux états f2(1270)/a02(1320), f'2(1525) et f0(1710). Une procédure d'ajustement de fonctions cohérentes, qui tient compte des effets d'interférence de par un argument de symmétrie SU(3), procure des valeurs mesurées précises de masse et de largeur de signal pour ces états. En terme de signification statistique, une déviation par cinq sigmas est obtenue pour l'état f0(1710), ce qui est de loin le meilleur résultat dans des expériences aux collisions e-p et est consistant avec les résultats d'autres expériences et les moyennes mondiales. De plus, une analyse de spin est effectuée sur le candidat "glueball" f0(1710) dans une tentative de déduire le contenu "glueball" de cet état mésonique. Toutesfois, À cause des conditions sévères du bruit de fond, les méthodes de distributions angulaires et d'analyse d'ondes partielles ne peuvent parvenir à donner un résultat positif sur la valeur du spin