Измерение компонент тензорной анализирующей способности фотообразования пи{−} -мезона на тензорно-поляризованных дейтронах
Введение ……………………………………….. 4
Глава 1 Теоретическое описание реакции → − . . . . . . . . . . 8
1.1 Дейтрон, как источник информации о -взаимодействии . 8
1.2 Кинематика реакции → − . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3 Связь электро- и фоторождения -мезонов на дейтроне . . . . 10
1.4 Амплитуда реакции → − . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.5 Анализирующая способность реакции фотообразования –
мезонов на дейтроне . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Глава 2 Постановка эксперимента и система регистрации частиц 24
2.1 Ускорительно-накопительный комплекс ВЭПП-3 . . . . . . . . . 24
2.2 Поляризованная газовая дейтериевая мишень . . . . . . . . . . . 25
2.3 Выделение компонент 20 , 21 и 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.4 Общая схема эксперимента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.5 Координатные камеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.6 Сцинтилляционные детекторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.7 Набор данных и система считывания в эксперименте . . . . . . 40
Глава 3 Обработка экспериментальных данных . . . . . . . . . . . . . . 43
3.1 Идентификация частиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.2 Определение энергии протонов в нижнем плече . . . . . . . . . . 43
3.3 Определение координат вылета протонов в нижнем плече . . 52
3.4 Определение энергии протонов в верхнем плече . . . . . . . . . . 55
3.5 Определение углов вылета протонов в верхнем плече . . . . . . 57
Глава 4 Получение и обсуждение экспериментальных резуль-
татов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.1 Расчет компонент тензорной анализирующей способности . . 58
4.2 Моделирование фоторождения − -мезонов на дейтроне . . . . 59
4.3 Результаты экспериментов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Актуальность работы. Процессы фотообразования − -мезонов на ядрах
и нуклонах как реальными, так и виртуальными -квантами исследуются с
1950-х годов. Фотоны средних энергий свободно проникают в ядро и могут вза-
имодействовать как с нуклонами, так и со связанными парами нуклонов.
Дейтрон является самой простой ядерной системой и его использование
в качестве мишени позволяет извлекать уникальную информацию об обра-
зовании пионов на нуклоне, находящемся вне массовой поверхности, о Δ –
взаимодействии и роли ненуклонных степеней свободы без привлечения менее
надежных ядерных моделей, которые становятся неизбежными в случае более
тяжелых ядер.
В настоящее время экспериментально исследуются как неполяризационные,
так и поляризационные наблюдаемые величины. Неполяризационные наблюда-
емые представляют из себя поперечные сечения реакции (дифференциальные
или полные), усредненные по спиральностям начальных частиц и просумми-
рованные по спиральностям конечных частиц. Поляризационные наблюдаемые
представляют из себя квадратичные формы различных комбинаций действи-
тельных и мнимых частей амплитуды реакции. Неполяризационные наблюдае-
мые выражаются суммой квадратов амплитуд реакции. Поэтому, при исследо-
вании в процессах фотообразования − -мезонов таких эффектов, как вклады
обменных токов, возбуждение нуклонных резонансов, Δ -взаимодействие, по-
ляризационные наблюдаемые могут быть более предпочтительными.
Известно, что квантовая хромодинамика (КХД) не описывает адронные и
фотомезонные процессы в области низких и средних энергий. В этой области
хорошо работают феноменологические модели, в которых процессы сильного
взаимодействия описываются в терминах эффективных степеней свободы (ме-
зонные, нуклонные, изобарные и т.д.). Модели основаны на формальном опи-
сании процессов сильного взаимодействия с помощью эффективных степеней
свободы.
Первые экспериментальные исследования неполяризационных наблюдае-
мых в процессах фотообразования пионов были выполнены на синхротронах
и линейных ускорителях. Основной объем полученной информации состави-
ли данные, полученные в реакциях → − и → + [1, 2]. Впервые
экспериментальное измерение асимметрии дифференциального сечения фото-
образования пионов было выполнено на линейно-поляризованном пучке фото-
нов [3]. В 1985 году на накопителе ВЭПП-2 в ИЯФ СО РАН были проведены
первые исследования реакций упругого и неупругого рассеяния электронов на
тензорно-поляризованных дейтронах [4,5]. В этих экспериментах был применен
метод внутренней сверхтонкой мишени [6].
Описание процесса фоторождения − -мезона на дейтроне требует 12 ком-
плексных амплитуд. Наблюдаемые величины являются квадратичными форма-
ми, в которые входят комбинации из действительных и мнимых частей двена-
дцати комплексных амплитуд. Для получения полной информации о процессе
необходимо измерить двадцать три различных независимых наблюдаемых. В
число таких независимых наблюдаемых обязательно входят несколько величин,
связанных с тензорной поляризацией дейтериевой мишени.
Различные теоретические модели дают полную информацию о матрице рас-
сеяния, однако при расчете дифференциального сечения все эти теоретические
модели дают близкие результаты, поскольку вклады малых элементов матрицы
рассеяния пренебрежимо малы по сравнению с большими. Поэтому возникает
необходимость измерять такие наблюдаемые, в которых заметен вклад от ма-
лых элементов матрицы рассеяния. Одними из таких наблюдаемых являются
компоненты тензорной анализирующей способности.
Первые измерения 20 – и 22 -компонент тензорной анализирующей способно-
сти фотообразования − -мезонов на дейтроне были выполнены в ИЯФ СО РАН
им. Г.И. Будкера в 1992 г. на ускорительно-накопительном комплексе ВЭПП-3.
В том эксперименте удалось выделить около 1000 событий исследуемой реак-
ции [7, 8].
Целью данной работы являлось измерение компонент тензорной анали-
зирующей способности 20 , 21 и 22 реакции фотообразования − -мезонов на
дейтронах.
В диссертационной работе приводится теоретическое описание фоторожде-
ния − -мезона на дейтроне, показана связь электро- и фоторождения пионов.
Расчет амплитуды фоторождения осуществлялся в импульсном приближении с
учетом и взаимодействия в конечном состоянии. Приводится описание
накопительного комплекса ВЭПП-3, источника поляризованных атомов, внут-
ренней тензорно-поляризованная газовой мишени. Показана методика экспери-
ментального выделения компонент 20 , 21 и 22 тензорной анализирующей спо-
собности. Приведено описание экспериментального оборудования, системы сбо-
ра и накопления данных. Описан процесс обработки экспериментальных дан-
ных. Приведена методика идентификации, определения энергии и углов вылета
частиц. Описана энергетическая калибровка детектора. Приведены результаты
экспериментальных измерений, представлено описание теоретического модели-
рования реакции фотобразования − -мезонов на дейтроне, проведено сравнение
экспериментальных результатов с теоретическим предсказанием.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить сле-
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (428 отзывов)
4.4 (93 отзыва)
4.8 (17 отзывов)
4.7 (18 отзывов)
4.4 (59 отзывов)
5 (154 отзыва)
4.9 (5 отзывов)
5 (9 отзывов)
4.7 (96 отзывов)
