Введение к работе
С помощью электронной методики исследовались ядерные реакции : вылетом низкоэнергичных Л-частиц в результате фрагментации ядер it углерода до свинца под действием пионов и протонов в диапазоне ікергий ускорителя ИГЭФ.
Актуальность проблеми
Крупным достижением в исследовании реакций взаимодействия истиц высокой энергии с ядрами было открытие ядерного скейлинга їли предельной фрагментации. Гипотеза ядерного скейлинга была іервоначально сформулирована для вторичных кумулятивных протонов, '.е. образующихся в кинематической области, недоступной для реакций на свободном нуклоне. Суть эффекта состоит в том, что при остаточно высокой энергии пучка инклюзивные спектры кумулятивных истиц, вылетающих из ядер под фиксированным углом, описываются ниверсальной функцией, не зависящей от сорта и энергии первичной истицы. Масса ядра-мишени сказывается только на- нормировке пектров, форма спектра не зависит от сорта ядра-мишени. Тогда же ффект был экспериментально независимо открыт на примере вторичных -мезонов а затем распространен на вторичные частицы других ортов.
Первые данные по образованию в кумулятивной области Л -частиц,
4 были получены в 1973-1975 г.г. при анализе фотографий, полученный со 120-литровой пузырьковой пропан-ксеноновой камеры ИТЭФ с магнитным полем, облученной на пучке тт~~мезоков с. импульсок 2.9 ГэВ/с. Эги данные гг появившиеся впоследствии данные друга* камерных работ (МИФИ, ОИЯЮ подтвердили некоторые черты явление предельной фрагментации для Лв-частиц. Результаты этга экспериментов . к последующих опытов с оптическими стрішерньад камерами СБеркли, ОИЯЮ бедны статистически Св лучшем случае дс нескольких сотен распадов Л + рп~), отрывочны в смысле начальны) условий и не давт обцей картины образования странных барионов і кумулятивных процессах.
Дополнительный интерес к изучению кумулятивных Л-частиц < самого начала был вызван возможностью определения поляризации Спс слабому распаду Л ря~) без постановки специальных опытов п< вторичному рассеянию. Измерения, выполненные в первой же работ* показали высокую (- 13, ко с большими статистическими ошибкам поляризацию Л-частиц, вылетающих'под углом ~ 90 в л. с.
В 1981-1982 г. г. в ИТЭФ было решено продолжить измерения разработать новув электронную методику и поставить специальны; опыт, который позволил бы качественно улучшить точность пр; некоторой определенной энергии и провести обзорный эксперимент в< всем интервале энергий ускорителя ИТЭФ и на представительно! наборе ядер-мкшеней.
За время плакирования и проведения эксперимента интерес : ядерной физике высоких энергий резко возрос. В частности становится все более ясным, что исследование образована кумулятивных частиц и, в более широком, смысле, иссяедоваки
5 глубоконеупругих ядерных реакций, не сводящихся к взаимодействие налетавшей частицы с квазисвободным нуклоном ядра, позволяет суаественно продвинуться в таких фундаментальных вопросах как проблемы конфайнмента, адронизации и образования кварк-глюонной плазмы. Реакции с образованием странных частиц на ядрах, бывшие ранее экзотикой, занимает теперь особое место.- предполагается, что определение доли и механизма образования странных S и S кварков, неуничтожимых в сильных взаимодействиях - чувствительный способ диагностики аномальных состояний ядерного вещества.
В настоящее время можно выделить несколько областей исследований:
Исследование кумулятивных странных частиц в адрон-ядерных взаимодействиях (МТЭФ, ОйЯИ, ИФВЭ, КЕЮ.
Образование странных частиц (в том числе кумулятивных) в центральных ядро-ядерных взаимодействиях СБрукхейвен, ЦЕРЮ. .
Образование странных частиц б рА взаимодействиях. (Здесь при низкой начальной энергии Лс-частицы кумулятивны по определению) СКЕК, ЦЕРН, ИТЭ«0
Что касается кумулятивных странных частиц, то уже получены первые яркие результаты.- в недавних экспериментах 0ІГЯИ и ИТЗФ был обнаружен аномально большой выход К+-мезонов в кумулятивной области.
В 1989 году, уже после публикации первых результатов, появилась данные, полученные ка спектрометре FANCY СКЕК), где пока исследовалась одна реакция л~ + С Л + X, при 4 ГэВ/с в интервале углов 70 і 145 в л. с, со статистической точностью на уровне упомянутой выше первой камерной работы.
Цели и задачи исследования
Целью диссертационной работы являлось изучение образования кумулятивных Л-частиц под углом 90 на различных ядрах, при различных начальных энергиях и типах налетающих частиц.
Были поставлены следующие задачи:
-
Создать и освоить детектор "Лямбдометр" - оригинальную электронную методику, для исследования образования кумулятивных Л-частиц.
-
Провести обзорный эксперимент по исследованию образования Л-частиц под углом 90 в реакциях:
Сіг\р) + CC,Al,Cu,Cd,Pb) + Л + X при импульсе налетающей частицы 1.2 і 7. S ГэВ/с.
3. В реакции п~ + ядро + Л + X при импульсе налетающего
п~-мезона 3 ГзВ/с, где мокко сравниться с данными уже
упоминавшейся наиболее статистически обеспеченной камерной работы,
детально измерить спектры и выходы кумулятивных Л-частиц, а также
возможно точно определить их поляризацию.
Новизна диссертационной работы состоит в том, что:
-
Впервые проведен электронный эксперимент по изучению образования кумулятивных Л-гиперонов.
-
Впервые данные получены в широком интервале начальных импульсов Сот 1.2 до 7.3 ГэВ/с), для различных типов налетающих частиц Сгг+, п~, р}, ка различных ядрах-мишенях CC,Al,Cu,Cd,Pb).
3. Полученные данные Скак спектры, так и поляризация} являются
лучшими по точности в сравнении со всеми известными в настоящее
время результатами по исследованию кумулятивных Л-частиц.
Достоверность результатов подтверждается тщательным анализом
7 работы экспериментальной установки, а также сравнением, где это возможно, со всеми известными данными об образовании кумулятивных Л-частиц.
Практическая ценность работы состоит в том, что:
-
Получены новые оригинальные данные, которые могут быть использованы для проверки экспериментально наблюдаемых закономерностей образования кумулятивных частиц, а также способствовать выяснению механизма образования кумулятивных странных частиц в ядерных реакциях при высокой энергии.
-
Полученные результаты, методический опыт и программное обеспечение могут быть использованы в дальнейших экспериментах по изучению кумулятивных Л-частиц.
На завиту вьиосятся
1. Данные об инвариантных сечениях Сспектрах) f=E-dovd3p
Л0-частиц, вылетающих иэ ядер под углом 90 в л. с. в реакциях:
л~ + CC,Al,Cu,Cd,PhO * Л + X, Р = 1.2; 3; 5 ГэВ/с п+ + СС.РЬЗ -> Л + X, Р =3 ГэВ/с
р + ССРЬ) ч- If + X, Р = 3; 7.5 ГэВ/с
2. Результаты аппроксимации спектров функциями типа f^C-expC-T/T )
и полученные при этом впервые зависимости параметров С и Т от
энергиии, сорта налетавдей частицы и атомного номера ядра мишени.
160 МэВ
3. Энергетическая и А-зависимость выходов 1= J"(da/dTdC!) | dT
50 МэВ 8~-90 кумулятивных Л-гиперонов.
4. Данные о поляризации кумулятивных Л-частиц, образующихся в
указанных выше реакциях.
Апробация Материалы, изложенные в диссертации, неоднократно
докладывались я обсуждались как специально, на семинарах в ИТЭФ, МИФИ, сессиях отделения ЯФ АН СССР, проходивших в РПЭФ и МГУ в 1987, 1S88, 1990 г. Г.., Всесоюзных совещаниях по предельной фрагментации 1986, 1988 г,т., Цколах СНИИЯФ МГУ - 1989 г., ИТЭФ -1991 г., ОИЯИ-ЦЕРН - 1991 г.), Международных конференциях: "Hadron structure *- 1989" СЧССР), "HucLeon-AntiNucleon Interactions -1991" СИТЭФ), X Международном семинаре "Релятивистская ядерная физика и квантовая хромодшамика" СДубна, 1990); так и совместно с другими данными в обзорных докладах по результатам исследования явления предельной фрагментации на всесоюзных и международных семинарах и конференциях.
Основные результаты были опубликованы в работах [1-8]. Структура диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 104 страницы, включая 5 таблиц и 35 рисунков. Список цитируемой литературы насчитывает 64 наименования.
