Введение к работе
Актуальность темы.
Исследование фотон-фотонных столкновений представляет собой важный раздел физики высоких энергий, дающий очень ценную информацию о строении частиц.
Сразу после первого наблюдения двухфотонного рождения е*е-пар в столкновениях виртуальных фотонов на е*е~- накопителях (ИЯФ, Новосибирск, 1969) стало ясно, что изучение двухфотонных процессов может дать много новой информации. В частности, в уу-столкновениях образуются С-чётные резонансы, в то время как в аннигиляционных процессах - С-нечетные. Измерения двухфотонных ширин Г позволяют сделать выводы о строении частиц. К настоящему времени найдены частицы с аномально малой шириной Г ,
У У
возможно это четырехкварковые состояния или глюболы. Имеется много других задач.
К сожалению светимость при столкновении виртуальных фотонов существенно ниже, чем в исходных е*е - столкновениях, и сосредоточена в основном в области малых инвариантных масс. Поэтому чрезвычайно интересной является возможность получения на будущих линейных коллайдерах реальных уу, уе-соударений с высокими энегиями и светимостями. При этом открываются новые уникальные возможности для продолжения исследований по уу-физике. На таких установках можно будет получать информацию, недоступную при изучении другими методами.
Цель работы
Целью работы являлось экспериментальное исследование двухфотонных процессов при соударении виртуальных фотонов на е*е~-накопителях и изучение возможности получения реальных встречных уу, уе пучков на базе будущих линейных коллайдеров.
Научная новизна
1. Впервые на е*е"-накопителях в столкновении виртуальных фотонов был выделен процесс рождения С-чётного резонанса т\' и
измерена его двухфотоиная ширина. Полученный результат позволил
закрыть теорию кварков с целыми зарядами. Это первая зарегис
трированная реакция рождения адронов в фотон-фотонных столкно
вениях.
2. Впервые выделен процесс двухфотонного рождения f (1270)-
мезона, измерена его двухфотоиная ширина. Обнаружена интер
ференция f с нерезонансной подложкой. Отсутствие в полученном
спектре инвариантных масс л ті-пар сигнала от S (980) позволило
теоретикам сделать вывод, что S является не двухкварковым, а
скорее четырехкварковым состоянием.
3. Создан детектор МД-1, на котором исследованы реакции уу ->
е*е", д*ц", л*тг~, f (1270), 7), V' > а (1320), измерены двухфотон-
ные ширины перечисленных резонансов. В трех последних реакциях
кроме продуктов распада регистрировался хотя бы один из
рассеянных электронов.
4. Создана система ливнево-пробежных пропорциональных камер
для детектора МД-1. Предложен алгоритм обработки данных с
калориметров на основе пропорциональных камер, значительно
улучшающий их энергетическое разрешение при невысоких энергиях
фотонов.
5. ' Предложена и разработана идея создания встречных 77,ге-
пучков на базе линейных коллайдеров. Показано, что можно
получить тт, re-столкновения с высокими энергиями и светимостями.
6. Показано, что на линейных коллаидерах может происходить
процесс рождения е е-пар в поле встречного сгустка, что
приводит к дополнительному фону и ограничеию светимости
77. те-столкновений.
7. Предсказан процесс рассеяния электронов на тепловых фотонах
в е*е~-накопит елях, ограничивающий время жизни пучков высокой
энергии. Процесс подтвержден экспериментально на коллаидерах LEP
и HERA.
Практическая и научная ценность результатов работы
1. Полученные результаты по двухфотонным ширинам С-чётных
резонансов существенно улучшили представления о структуре этих
объектов.
2. Предложенный метод выделения 2г_процессов был использован в
большинстве последующих экспериментов.
3. Встречные ГУ. re-пучки могут быть реализованы на разра
батываемых в настоящее время линейных коллайдерах. При этом
откроются новые уникальные возможности изучения физики частиц.
4. Результаты по методике пропорциональных камер могут быть
использованы при проектировании детекторов заряженных частиц,
у-квантов и рентгеновского излучения.
Апробация диссертации.
Основные результаты, изложенные в дисертации, докладывались на семинарах в ИЯФ, на Сессиях Отделения ядерной физики АН СССР, Всесоюзных и Международных конференциях, в том числе на
Межд. конф. по физике высоких энегий, Женева, 1979;
Межд. конференциях по уу-столкновениям, Лейк Тахо, США, 1979;
Амиен, Франция, 1980; Париж, 1986; Сан-Диего, 1992 ; Межд. совещаниях по линейным коллайдерам, Стэнфорд. США, 1988,
Цукуба, Япония, 1990; Протвино, СССР, 1991; Гармиш-П. , ФРГ, 1992; I Раб. совет, по физике и экспер. на линейных коллайдерах,
Саариселка, Финляндия, 1991;
и опубликованы в работах /1-40/.
