Введение к работе
Актуальность темы.
Для изучения взаимодействия легких кварков и векторных мезо-гов р, и), <-мезонов, состоящих из них, важную роль играют экспери-іентьі, проводимые на встречных электрон-позитронных пучках. Распад г+7г""7г является одной из основных мод распада -мезона, хотя соглас-ю правилу Цвейга, вероятность этого процесса должна быть подавлена, измерение сечения е+е~ -» 7г+7г_7г в области ^-резонанса позволяет юлучить информацию о структуре 4>-мезона и найти параметры ш — ф штерференции.
Кроме изучения полного сечения реакции ф -» 37г, представляет интерес исследование динамики этого распада. Согласно предсказанию Гел-Мана, Шарпа, Вагнера, распад ф(ы) —> Зтг идет с образованием промежуточного ртг состояния. Однако в теоретических работах обсуждалась зозможность наличия прямого контактного перехода ф(си) —> 7г+7г~7Г, а гак же было отмечено, что для того, чтобы выполнялись и условия KSRF, и низкоэнергепгческая теорема, амплитуда 7 —* Зя" должна выражаться через амплитуды рождения ртг и 7Г —> 2f. Кроме того, на динамику распада может влиять взаимодействие пионов в конечном состоянии.
Детектор КМД-2, работающий в ИЯФ, это первый универсальный магнитный детектор, в области энергий 340~1400 МэВ. Он совмещает магнитный спектрометр, позволяющий измерять импульсы заряженных частиц, с электромагнитным калориметром, обеспечивающим регистрацию фотонов, измерение их энергий и углов с достаточно хорошей точностью. Возможность регистрации всех частиц в конечном состоянии позволяет выделять процесс 37Г практически без фона, что особенно важно для изучения динамики распада ф —> Зтг.
Цель работы состояла в следующем:
разработка и создание цилиндрического калориметра детект КМД-2 на основе сцинтилляционных кристаллов Csl;
разработка и создание программного обеспечения для ON-line конт ля и калибровки калориметра;
разработка и создание программного обеспечения для реконструк данных с калориметра и OFF-line калибровки;
измерение сечения процесса егг~ —> Зп в области энергий <^>-мезо получение вероятности распада ф —> Зж;
изучение динамики распада ф -4 Зтт с использованием диаграм Далица;
поиск прямых распадов ф -> руу и ф —> щ+-п~.
Научная новизна работы.
Разработан и создан компактный калориметр на основе активирОЕ ных кристаллов Csl толщиной 8 радиационных длин, обеспечиваюп энергетическое разрешение 8-12 % для фотонов в области энергий от до 700 Мэв.
В диапазоне энергий от 994 до 1040 МэВ измерено сечение проце е+е~ —> 3-7Г при регистрации всех частиц конечного состояния с точ стью, соответствующей лучшим измерениям, в этой области энерг Определены вероятность перехода ф -> 37г и фаза ш — ф интерференщ
На основе статистики около 9000 событий впервые проведен ана, энергетических распределений пионов распада ф —> 7г+7г_7г с учётом терференции различных амплитуд. Подтверждено, что динамика прог. са согласуется с механизмом распада через промежуточное ріг состоян Установлено ограничение на величину отношения амплитуд прямого ждения ф —> 7г+тг~7г и доминирующего канала ф -» ртг при фиксиров ной относительной фазе, равной нулю.
Впервые установлены верхние пределы на моды прямого распада мезона ф —> р77 и Ф —* тс+гг~г].
Научная и практическая ценность работы.
Создан компактный цилиндрический калориметр, являющийся ной из основных систем детектора КМД-2, с которым, начиная с 1І года, ведутся эксперименты на установке со встречными электр-позитронными пучками ВЭПП-2М. Наличие калориметра позволяет ;
тивно регистрировать и выделять процессы, содержащие в конечном гоянии как заряженные, так и нейтральные частицы. Разработана технология обработки кристаллов Csl и изготовления юкокачественных сцинтилляционных счётчиков на их основе, а также одика контроля характеристик этих счётчиков. Полученный опыт ис-ьзован при создании калориметров установок КЕДР, WASA, BELLE. Создано программное обеспечение для поиска кластеров и восстано-ния энергии частиц в калориметре, которое может быть использовано основа для создания аналогичных программ для других калориме-
РВ.
Полученные результаты по измерению полного сечения е+е~ -» Зя- и tbi и> — ф интерференции улучшают среднемировую точность и повы-ют достоверность этих величин, которые могут быть использованы г проверки и уточнения модели доминантности векторных мезонов. Проведенный анализ импульсных распределений пионов ф -> Зя" пдд-:рждает доминантность процесса ф —> рл и устанавливает ограниче-i на амплитуду прямого распада ф -> Зтт, вводимую в теории эффектного Лагранжиана.
Апробация работы.
Работы, положенные в основу диссертации, неоднократно доклады-шсь и обсуждались на научных семинарах в ведущих отечественных арубежных центрах, таких как ИЯФ СО РАН (г.Новосибирск), КЕК Цукуба, Япония), Упсальский университет(г.Упсала, Швеция). Кроме х>, результаты работы докладывались на Международной конферен-л по методике встречных электрон-позитронных пучков (Новосибирск, Ю).
Структура работы.
Диссертация состоит из шести глав, включающих введение, четыре товные главы и заключение.
