Введение к работе
Первые эксперименты по измерению глубоко-неупругого рассеяния (ГНР) заряженных пептонов на ядрах (нуклонах), выполненные в 60-е годы, привели к бурному развитию теоретических, а затем и экспериментальных исследований в этой области. Оказалось, что измерения ГНР дают уникальную возможность для изучения структуры нуклонов. Одним из важных шагов в развитии теоретического описания структуры нуклона явилось обоснование кварк-партонной модели (КПМ), предложенной Р. Фей-нманом.
Большой вклад в исследование структуры нуклона внесли эксперименты, выполненные на мюонном пучке ускорителя SPS (CERN) - BCDMS, EMC, NMC, SMC и на электронном пучке ускорителя SLAC - Е142, Е143. Это касается прежде всего измерений спин-зависимого ГНР, которое стало возможно с применением новой технологии создания твердотельных и газовых поляризованных мишенпй. Уже первые результаты экспериментов по исследованию спин-зависимых структурных функций привели к серьезному открытию - к "спинововому" кризису. В соответсвии с наивной КПМ - спин нуклона должен быть равен сумме спинов валентных кварков, однако, эксперментальные результаты показали, что этот вклад составляет около 27 %. Поэтому исследования спин-зависимого ГНР были продолжены в лабораториях CERN, SLAC и DESY.
Настоящая работа основана на результатах экспериментальных исследованиях, выполненных при участии автора в 1994 -1997 годах в Лаборатории сверхвысоких энергий ОИЯИ. В работе приведены результаты исследований спиновой структуры нуклонов в ГНР рассеянии продольно поляризованных лептонов на продольно поляризованных нуклонах.. Экспериментальные данные были получены на установке HERMES (DESY, Hamburg) и на установке NA-47 (CERN, Geneva).
Актуальность работы проведенного исследования состоит в получении новой экспериментальной информации для изуче-
ния спиновоп структуры нуклона: спин-завпсимых структурных функции нуклона, правил сумм Эллнса-Джаффе для нейтрона и протона и правила сумм Бьеркена.
Цель данной работы состояла в получении экспериментальных данных по спин-зависпмому ГНР позитрона на ядрах 3Не в рамках эксперимента HERMES, извлечении спиновой асимметрии Ajp3 в зависимости от Бьеркеновской переменной х, расчете спиновой асимметрии нейтрона А" (х) и структурной функции д"(х), проверке правила сумм Эллиса-Джаффе для нейтрона, а также в анализе данных экспериментов E143(SLAC) и SMC(CERN) для проверки правила сумм Бьеркена.
Научная новизна. В диссертации представлены следующие методы и результаты, выдвигаемые для зашиты:
-
Методика извлечения спиновой асимметрии Лц через выделение спин-зависимой и спин-независимой частей сечения ГНР.
-
Новые экспериментальные результаты по измерениям спин-зависимого ГНР на нейтроне, а именно:
спиновая асимметрия А"(х);
спин-зависимая структурная функция д"(х);
величина первого момента структурной функции д" для Q=2.5 ГэВ2.
-
Совместный анализ данных экспериментов Е143 и NA-47 с целью расчета первого момента структурной функции протона д\ для <5о=2.5 ГэВ2.
-
Проверка правила сумм Бьеркена для Qo=2.5 ГэВ2 с учетом значения первого момента д\ по данным экспериментов Е143 и NA-47 и первого момента #" по результатам измерений в эксперименте HERMES. Показано выполнение правила сумм Бьеркена в пределах точности измерений данных экспериментов и невыполнение правила сумм Эллпса-Джаффе для протона и нейтрона.
Научно-практическая ценность результатов, представленных в диссертационной работе, заключается в получении новых экспериментальных данных о спиновой структуре нуклонов, разработке новых методов извлечения спиновых асимметрий ГНР. Такие методы обработки и результатыанализа могут быть использованы в других экспериментах.
Апробация диссертации. Результаты вошедшие в диссертацию, представлялись автором на совещаниях коллаборации HERMES, на семинарах Лаборатории сверхвысоких энергий ОИ-ЯИ и на совещаниях Научно-Технического Совета Лаборатории сверхвысоких энергий.
Материалы, вошедшие в диссертацию, представлены в четырех публикациях, список которых приведен в конце автореферата.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Обьем диссертации составляет 92 страницы, включая 27 рисунков и 19 таблиц. Список цитируемой литературы состоит из 102 наименований.
