Введение к работе
Актуальность темы.
В экспериментах на встречных электрон-позитронных пучках центральное место занимают исследования процесса аннигиляции электрон-позитронной пары с последующим рождением нового состояния лептонов или адронов.
В то же время наряду с однофотонньши аннигиляционньши процессами на е*е" коллайдерах можно изучать процессы двухфогонного образования частиц. Эта возможность основана на том, что поле быстрой заряженной частицы можно трактовать как поток фотонов. Таким образом, е*е" пучки являются как бы источниками "фотонных пучков". Электрон и позитрон, излучая виртуальные фотоны, рассеиваются на малые углы. В дальнейшем они будут называться рассеянными электронами (РЭ).
Двухфотонные процессы часто открывают подходы к объектам исследования, недоступным для изучения в однофотонном канале, например, переходы 77 —» адроны.
При изучении перехода 77 —» адроны на встречных пучках возможны разные подходы: с регистрацией обоих рассеянных электронов (double-tag), с регистрацией одного из электронов (single-tag) и без регистрации РЭ (no-tag).
В постановке no-tag в детекторе регистрируются только продукты распада адронной системы. В таком подходе для извлечения полной информации о тт-киненатике, как правило, необходимо регистрировать все родившиеся адроны, что неизбежно связано с потерей эффективности.
В случае dduble-tag возможно реконструировать инвариантную массу 77-системы, используя только параметры рассеянных электронов.
Трудности регистрации РЭ связаны с тем, что они вылетают, в основном, под малыми углами, т.е. регистрирующая система должна располагаться близко к пучку (особенно, если мы хотим продвинуться в область малых инвариантных масс, когда электроны теряют небольшую часть энергии). Важным этапом в методах
регистрации двухфотонных процессов стало оснащение детекторов специальными системами регистрации рассеянных электронов (СРРЭ) . СРРЭ должна иметь высокую эффективность регистрации и максимально возможную точность измерения энергии Рэ.
Настоящая диссертация посвящена анализу многолетнего опыта использования СРРЭ в детекторе МД-1, с которым выполнен ряд экспериментов по двухфотонной физике, изучению параметров системы регистрации с помощью выделенного процесса двухфотонного рождения мюонных пар « проекту новой системы регистрации рассеянных электронов детектора КЕДР.
Целью работы является:
1. Создание СРРЭ детектора МД-1, позволяющей регистрировать
РЭ с нулевыми углами вылета из области взаимодействия.
2. Калибровка и изучение основных параметров системы
регистрации с использованием процесса ее —> еедд.
3. Разработка системы регистрации РЭ для нового детектора
КЕДР на накопителе ВЭПП-4.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Впервые на установке со встречными пучками с энергией выше 2 Гэв создана и использовалась в длительном эксперименте система, позволяющая регистрировать и измерять энергию РЭ с нулевыми углами вылета. Достигнутые разрешение по инвариантной массе двухфотонной системы и эффективность одновременной регистрации обоих РЭ являются рекордными для подобных установок.
Впервые предложена и реализована система регистрации рассеянных электронов для детектора с продольным магнитнык полем, основанная на принципе фокусирующего спектрометра. Это позволило улучшить на порядок разрешение без потери эффективности.
Практическая ценность:
Созданная система регистрации рассеянных электронов детектора МД-1 использовалась для измерения сечения двухфотонного рождения адронов в диапазоне инвариантных масс от 1 до 4 Гэв. Тщательное изучение параметров системы регистрации позволило минимизировать систематические ошибки в эксперименте. Кроме того, эта система использовалась для измерения двухфотонных ширин ті, і)' и а мезонов и ограничения на
двухфотонную ширину і) мезона.
Система регистрации рассеянных электронов для детектора КЕДР даст возможность изучать . двухфотонные процессы на качественно новом уровне, благодаря лучшему энергетическому разрешению и большей эффективности, особенно при малых массах двухфотонной системы.
Апробация работы.
Материалы, изложенные в диссертации, неоднократно докладывались автором на сессиях Отделения ядерной физики РАН, на семинарах ИЯФ СО РАН, а также представлялись на международных конференциях - Instrumentation for Colliding Beam Physics в 1984 и 1990 году и др.
Структура диссертации. ч
Основной текст диссертации состоит из введения, пяти глав и заключения. Текст диссертации содержит 37 рисунков, 3 таблицы и список литературы из 100 наименований.
