Введение к работе
-
Конструкцій дрейфовых камер
-
Иссследование характеристик дрейфовых камер с радиоактивным источником
-
Исследование характеристик дрейфовых камер на пучках заряженных частиц
-
Реконструкция треков в дрейфовой камере
-
Эксперимент по исследованию электромагнитной структуры пиона и каона
-
Каналирование частиц высоких энергий в монокристаллах
-
Эксперимент по каналированию протонов в прямых и изогнутых монокристаллах
-
Исследование излучения, возникающего при каналировании электронов и позитронов в монокристаллах
-
Общие положения
-
Эксперимент по упругому %-е - рассеянию при энергии 100 ГэВ
-
Эксперименты по упругому К-е - и %-е - рассеянию при энергии 250 ГэВ
-
Обсуждение экспериментальных результатов
Физика элементарных частиц высоких энергий занимается изучением строения материи. Экспериментальные исследования проводятся на гигантских ускорителях заряженных частиц при помощи сложных установок. Необходимость ускорения частиц до высоких энергий следует из принципа неопределенности: изучение взаимодействий на микроскопических расстояниях требует использования излучения большой энергии. В свою очередь, исследование процессов с малыми сечениями налагает особые требования на экспериментальную методику, стимулирует разработку и создание новых типов детекторов частиц.
К настоящему моменту определены основные контуры теории, описывающей взаимодействия частиц. Ясно, что такая теория должна объединять все основные типы взаимодействий. Это хорошо подтверждается рядом экспериментов, доказавших, что слабое и электромагнитное взаимодействия объединяются в одно - электрослабое. Что касается теории сильных взаимодействий, то, хотя уже есть понимание, какой должна быть эта теория, здесь еще далеко до завершения.
Актуальной задачей физики адронов является экспериментальное исследование их электромагнитной структуры [1-4]. Для описания зарядовой структуры адронов разрабатываются различные подходы на основе квантовой хромодинамики и кварковых моделей. В этих моделях вводятся различные механизмы взаимодействия между кварками. Мезоны являются простейшими кварковыми системами, поэтому изучение их электромагнитной структуры имеет огромное значение для проверки различных моделей.
В отличие от экспериментов по изучению зарядовой структуры протона, когда исследуется рассеяние электронов на протонах, невозможно создать мишень состоящую из нестабильных адронов. В экспериментах по е+е~- аннигиляции и электророадению адронов требуется привлечение дополнительных теоретических предположений для извлечения информации о зарядовом радиусе адронов. В связи с этим, наиболее перспективным направлением в исследовании электромагнитной структуры нестабильных адронов (мезонов, гиперонов) являются эксперименты по рассеянию нестабильных адронов на атомных электронах. До настоящего времени этим методом выполнен ряд экспериментов по исследованию зарядовой структуры пионов и каонов.
Эти опыты выполнялись с помощью сложных магнитных спектрометров с высоким угловым и импульсным разрешением, необходимым для полного восстановления кинематики процесса упругого рассеяния. Хорошего углового и импульсного разрешения можно добиться только при условии применения в установках координатных детекторов с высоким пространственным разрешением. Координатным детектором адекватным решению подобного рода задач является газовый проволочный детектор - дрейфовая камера.
Другой бурно развивающейся областью, физики элементарных частиц, где также требуется использование детекторов с высоким пространственным разрешением, является исследование процессов каналирования заряженных частиц [5] через монокристаллы. При каналировании в монокристалле заряженные частицы движутся вдоль каналов, образованных кристаллическими плоскостями или осями, практически не испытывая неупругих взаимодействий. Условием захвата частицы в процесс каналирования является необходимость ее входа в канал под углом меньшим критического угла для данной кристаллической плоскости или оси. Например, для протонов с энергией 8,4 ГэВ при каналировании по оси <П0> монокристалла кремния, ориентированной параллельно пучку, критический угол составляет 160 мкрад, а при каналировании плоскостью /III/ - 60 мкрад. При каналировании позитронов с энергией 10 ГэВ плоскостью /НО/ монокристалла кремния критический угол составляет 65 мкрад. Таким образом, для выделения каналирующих частиц необходимо с высокой точностью измерять углы входа в кристалл и углы выхода из кристалла.
Целью настоящей работы являлось создание прецизионных координатных детекторов - дрейфовых камер - для экспериментов по физике элементарных частиц высоких энергий (исследование структуры нестабильных адронов и каналирования частиц) и проведение цикла экспериментальных исследований электромагнитной структуры пиона и каона.
