Основные характеристики эксклюзивных реакций в Кр-взаимодействиях при 32 ГэВ/с Левицкий М.С.

Содержание к диссертации

Стр.

ВВЕДЕНИЯ 5

ГЛАВА І. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ

ПРОВЕДЕНИЯ ЭКШЕРИЬМГРА 10

1.1. Описание постановки эксперимента

на камере "Мирабель" 10

1.2. Основные этапы обработки фильмовой

информации II

1. Методика выделения эксклюзивных каналов 15

2. Анализ качества выделения IC-фит каналов 19

ГЛАВА П. СЕЧЕНИЯ ЭКСКЛЮЗИВНЫХ КАНАЛОВ 27

2.1. Основные вопросы методики определения

сечений эксклюзивных каналов 27

2. Особенности методики определения сечений эксклюзивных каналов с одной незарегистрированной нейтральной частицей 31

3. Сечения эксклюзивных каналов и

их энергетическая зависимость 33

2.4. Энергетическая зависимость нормированных

сечений основных эксклюзивных каналов 43

ГЛАВА Ш. МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ЧЕТЫРЕХЧАСТРННЫХ

КОНЕЧНЫХ СОСТОЯНИИ 52

3.1. ЛF^-анализ четырехчастичных конечных

состояний 52

1. Определение сечений основных процессов, приводящих к четырехчастичным конечным состояниям 53

2. Дифракционная диссоциация первичных частиц 55

3.

Стр.

3.1.3. Основные механизмы образования основных

двухчастичных резонансов 60

3.1.4. Совместное образование двухчастичных

резонансов 69

3.2. Изучение угловых характеристик распадов

основных резонансов 72

3. Проверка сохранения S- и Т-канальной спиральности в дифракционных процессах 74

4. Элементы спиновой матрицы плотности

ЇР(890) и Д⁺⁺(1238) 75

ПАВА ІУ. МАСТЕРБЬШ ІШАЯИЗ КОНЕЧНОГО СОСТОЯНИЯ

К> Ti + TC 81

5. Методика выделения кластеров в многомерном фазовом пространстве программой CIUC0V 82

6. Основные результаты кластерного анализа 87

7. Кластеры, образующиеся при 3-х частичной фрагментации К"-мезона 88

8. Кластеры, образующиеся при 3-х частичной фрагментации протона 94

9. Кластеры от наТурагментационных процессов 96

ГЛАВА У. ОБРАЗОВАНИЕ РЕЗОНАНСОВ В ШОГОЧАСТИЧНЫХ

КОНЕЧНЫХ СОСТОЯНИЯХ 104

10. Методика выделения резонансов 105

11. Резонансы в конечных состояниях К~р + т№Т{~)

т = 2,3,4 108

5.2.1. Сечения образования основных бозонных

и барионных резонансов 108

2. Совместное образование резонансов 116

3. Распределения по квадрату переданного 4-импульса и спиновая матрица плотности

основных резонансов 118

4.

Стр.

5.3. Образование u>(783)- и *(550)-мезонов
в конечных состояниях К~р^Г^и+ МСТГЗГ)

wx = 1,2 121

5.4. Резонансы в конечных состояниях К~р K^tfC+ w (7Г^Т5Г)

т=1,2и 123

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 126

ТАБЛИЦЫ 129

ЛИТЕРАТУРА 146

5.

Введение к работе

Одним из основных преимуществ использования методики жидко-водородных пузырьковых камер при исследовании адронных взаимодействий средних и высоких энергий является возможность получения полной информации о кинематических параметрах всех вторичных частиц, образовавшихся в отдельном акте взаимодействия. Поэтому до ввода в строй нового поколения ускорителей в Серпухове, Батавии и Женеве основным подходом к изучению динамики сильных взаимодействий камерной методикой был эксклюзивный, при котором объектом исследований являлась выборка событий от определенных каналов реакций, приводящих к конечным состояниям только из зарегистрированных в камере (или и одной незарегистрированной, восстановленной программно) частиц. Однако с увеличением энергии сталкивающихся частиц роль таких каналов уменьшается из-за роста количества вторичных Зі⁰ -мезонов, эффективность регистрации которых в жидко-водородных камерах мала. Поэтому в последние десятилетия в экспериментах с использованием камерной методики стал также широко применяться так называемый инклюзивный подход ' ' (то есть подход, при котором для всей выборки взаимодействий исследуются распределения только одной или нескольких вторичных частиц определенного вида), теоретические основы которого были заложены в работах

А. А. Логунова и сотрудников ' '.

Однако изучение эксклюзивных реакций продолжает традиционно привлекать пристальное внимание физиков, поскольку выявление ряда закономерностей во взаимодействиях элементарных частиц высоких энергий и выяснение их структуры возможно только на основе информации об эксклюзивных конечных состояниях.

Данные по эксклюзивным реакциям в экспериментах на пузырьковых камерах, которые содержат максимальную для опытов с неполя-ризованными первичными адронами информацию об определенном конечном состоянии, представляют также большие возможности для детального исследования динамики множественного образования частиц в адрон-адронных взашлодействиях. В частности, изучение образования резонансов в эксклюзивных каналах, особенно при максимально возможных энергиях и высоких множественностях, обеспечивает уникальную возможность для выяснения роли резонансов в формировании многочастичных конечных состояниї'і. Однако получение таких экспериментальных данных требует достаточной статистики и встречает большие методические трудности.

В последние годы появилось много новых методов изучения механизмов образования многочастичных эксклюзивных конечных состояний, основанных на анализе распределения событий в полном фа- /3-7/ зовом пространстве ' ' . Наиболее перспективными среди них являются модельно-независимые статистические методы анализа особеннос-

Л-7/ тей распределения событий в полном фазовом пространстве ' ' .

Как видно из компиляций данных по сечениям, в последнее время наиболее активно исследовались К~р-взашлодействия. Несмотря на это, данные по сечениям эксклюзивных реакций имеются (не считая данных по сечениям нашего эксперимента) только до импульса первичного КГ-мезона в 16 ГэВ/с.

Целью настоящей диссертации является изучение основных закономерностей образования эксклюзивных конечных состояний разной множественности в К~р-взаимодействиях при 32 ГэВ/с и детальное исследование механизмов образования четырехчастичных конечных состояний.

Актуальность данного исследования. Проверка возможности применения кварк-партонных представлений, развитых для описания "жестких" процессов к адронным столкновениям при малых Рд_ требует данных по взаимодействиям адронов различных типов в широком диапазоне энергий. Проведение эксперимента при 32 ГэВ/с позволило в два раза расширить энергетическш диапазон исследования К~р-вза-имодействий и выделить целый ряд эксклюзивных каналов. Данные по эксклюзивным каналам малой и средней множественности являются традиционным источником наиболее полной информации о механизмах адрон-адронных взаимодействий при малых Rl. .

Выделение различных подканалов с промежуточными резонанса-ми дает информацию об относительных вероятностях образования адронов различного типа, а изучение распадов резонансов дает дополнительные данные о спиновых эффектах при их образовании. Все эти данные очень критичны для выбора теоретических подходов к описанию адрон-адронных столкновений при средних энергиях.

Научная новизна проведенных исследований состоит в том, что впервые для изучения К""р-взаимодействий при новом более высоком импульсе первичных каонов была использована многокубовая жидководородная камера. Это позволило существенно повысить точность определения кинематических характеристик быстрых вторичных частиц и достаточно чисто выделить события от эксклюзивных 4С-и IC-фит каналов. Высокая статистика эксперимента обеспечила точное измерение сечений 48 эксклюзивных каналов (лежащих в диапазоне 1000-5 мкбн). На основе этой статистики впервые оценены сечения образования основных бозонных и барионных резонансов для некоторых эксклюзивных конечных состояний, изучены механизмы образования резонансов в четырехчастичных конечных состояниях, проведен подробный кластерный анализ в семимерном фазовом пространстве переменных Янга для конечного состояния

Большинство полученных данных являются единственными в К~р-взаимодействиях при высоких энергиях.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработана методика выделения эксклюзивных каналов при массовой обработке данных в высокостатистическом эксперименте в новом интервале энергий.

Впервые при столь высоком импульсе К""-мезонов разработана методика выделения 1С-фит каналов и определения их сечений. В рамках единой экспериментальной методики получены обширные и уникальные данные по сечениям всех, доступных при набранной статистике, эксклюзивных реакций, в том числе и с образованием одного или нескольких резонансов в К~р-взаимодействиях при 32 ГэВ/с. Представленные данные могут быть использованы для планирования новых экспериментов на современных ускорителях, а также для учета эффектов от изученных процессов в экспериментах, которые проводятся в настоящее время.

Структура диссертации включает в себя введение, пять глав и заключение.

В первой главе кратко описывается установка, общая организация процесса обработки фильмовой информации и излагается методика выделения эксклюзивных каналов.

Вторая глава посвящена проблемам определения сечений эксклюзивных реакций, анализу полученных результатов и исследованию энергетической зависимости сечений.

В третьей главе представлены результаты изучения отдельных механизмов образования резонансов в 4-х-частичных конечных состоя- ниях. В этой же главе приведены результаты проверки сохранения &- и Т-канальной спиральности для дифракционной диссоциации КГ-мезона и протона.

В четвертой главе подробно описана методика выделения кластеров в многомерном фазовом пространстве программой clucov и представлены результаты такого выделения для конечного состояния К~р 9РЯГ.

Пятая глава посвящена анализу роли резонансов в формировании многочастичных конечных состояний Кр+ M(Si⁺ft-> , ^-2,3. ₍ Кр К⁺Ю м(9ґЗГ) ,»и=4.2, К"ррр ?! + $;' . В ней приводятся оценки сечений одиночного и совместного рождения основных резонансов и множественного образования ₁Р(770)-мезонов.

Основные результаты, полученные в диссертации, сформулированы в заключении.

Диссертация основана на результатах исследований, выполненных автором в 1976-1984 г.г. в отделе экспершлентальных исследований на пузырьковых камерах ИФВЭ в рамках программы исследований 1Гр-взаимодействий при 32 ГэВ/с, осуществленной совместно с СЕН, Сакле (Франция), рядом лабораторий стран-участниц ЦЕРН'а и институтом физики высоких энергий АН ГДР.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах /8-^/, в виде препринтов ИФВЭ, Цойтен (ГДР), статей в журналах: Ядерная физика , Nuclear Physics, Zeitschrift fur Physik С (Particles and Fields) и Acta Physica Polonica и докладывались на международных конференциях в Токио (1978 г.), Париже (1982 г.) и Лейпциге (1984 г.).

10. ГЛАВА I.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ПРОВЩВБМ ЭКСПШШНТА

Экспериментальный материал, на котором были проведены исследования, положенные в основу данной диссертации, получены при облучении жидководородной камеры "Мирабель" ' ' пучком ВЧ-сепарированных К""-мезонов с импульсом 32,1 ГэВ/с на ускорителе ИФВЭ /-^,1//^ Конструктивные особенности камеры "Мирабель" и большая статистика эксперимента потребовали создания специальной системы обработки фильмовой информации.

В настоящей главе дается краткое описание постановки эксперимента на камере "Мирабель" и описываются основные этапы обработки в К~р-эксперименте.

I.I. Описание постановки эксперимента на камере "Мирабель"

Камера "Мирабель", созданная в Сакле (Франция), является одной из крупнейших в мире жидководородных пузырьковых камер. С 1971 года она эксплуатируется в пучках частиц высоких энергий на ускорителе в Серпухове.

Конструктивно камера представляет собой цилиндрический сосуд из нержавеющей стали диаметром 160 см и длиной 470 см, который сверху соединен с системой расширения поршневого типа. Вкодное окно камеры расположено на торце цилиндра и выполнено из алюминия толщиной 3,3 см (0,1 ядерной длины). Камера помещена в магнитное поле с напряженностью 2,1 Т при неоднородности в полезном объеме не больше 5/. Для фотографирования используются 8 широкоугольных объективов типа "рыбий глаз" (угол зрения 110). Подсветка осуществляется импульсными лампами, а в качестве отражаю- щего покрытия используется "скотчлайт", наклеенный непосредственно на внутреннюю поверхность корпуса. На "скотчлайт" нанесены ре-перные кресты, изображения которых используются для определения констант оптической системы ' '.

Надежность эксплуатации и стабильность режима работы камеры "Мирабель" обеспечивается разветвленной системой автоматики включая малую ЭВМ Т6000.

Облучение камеры сепарированными пучками адронов осуществляется с помощью системы быстрого вывода ускорителя ' ' и магнитооптического канала длиной более 500 м (канал $- 7) ' ' с высокочастотным сепарированием частиц. Как показали специальные исследования примесь друтих частиц в пучке К~"-мезонов не превышает Ъ% (в основном /л -мезонов). Ошибка в определении импульса сепарированных К""-мезонов при 32,17 ГэВ/с составляет 0,08 ГэВ/с.

Постоянный контроль режимов работы элементов канала и параметров пучка осуществлялся с помощью комплекса детектирующей аппаратуры, показания с которых выводились на ЭВМ М6000.

Дополнительный контроль качества сепарации и качества снимков осуществлялся по тестовым кускам, съемка которых проводилась перед съемкой каждой новой пленки.

1.2. Основные этапы обработки фильмовой информации

В К~р-эксперименте на камере "Мирабель" было получено 420000 снимков (каждый снимок состоит из 8 стереопроекцкй), что составило 477 отдельных пленки, 35$ которых (169 пленок) были обработаны в ИФВЭ.

Блок-схема системы обработки пленки в ИФВЭ показана на рис. І.І. Как видно из этого рисунка в начале процесса обработки l_ flu^nu ^j iuJWyeHue_j _{-' Л !} lyjMeqeHueJ

РАІ-фОР* >^*fk-t "Jj3Me_BeHue_j физический ' ^Ojc_Momp

СВЕРКА

I inдосмотр KICA M^H-^GE0M L__J —работа с пленкой

I — осноЬные программы О ^— основные магнитные ленты

С ) — Эискобый файл —-— — движение информации о событиях

Рис.1.1 Блок-схеыа системы обработки иншормации о событиях.. каждой пленки проводились два независимых просмотра с последующей сверкой, то есть третьим просмотром, устраняющим неоднозначности в интерпретации событий в двух первых просмотрах. Такая процедура просмотра позволяла с большой вероятностью регистрировать практически все первичные взашлодеыствия и вторичные объекты ( V и е⁺е~*-пары от конверсии X -квантов), связанные с первичной вершиной. Средняя эффективность обнаружения первичных взаимодействий составила ~ 99$, а распадов нейтральных странных частиц ( V⁰) и е⁺е~-пар от конверсии У -квантов 96$.

Последующие этапы обработки, вплоть до создания idst (инклюзивной ленты суммарных результатов), осуществлялись под контролем системы dacata ' ', представляющей собой систему каталогизации, оперативного хранения данных и обслуживающих программ, обеспечивающую и контролирующую прохождение информации о событиях по основным программам обработки: h-geom ' ' и ишго' ". Основой системы dacata является дисковый файл ( паї-файл), используемый в моде прямого доступа. Он создается на основании просмотровой информации (см. рис. І.І) и впоследствии накапливает всю информацию о прохождении измерений и обсчете всех найденных на просмотре событий данной пленки.

События, найденные на просмотре, измерялись на автоматах ни) ИФВЭ (с предварительным измерением маски на полуавтоматах ПУОС-2 /^4-^. По результатам измерений проводилась геометрическая реконструкция событий программой h-geom. Качество пространственной реконструкции событий проверялось с помощью тестирующих программ geca и KICA. События, не удовлетворяющие критериям отбора, отправлялись на перемер. При этом для улучшения эффективности выделения эксклюзивных каналов на перемер также от- правлялись события, для которых в программе кіса проходила одна из 4С-фит гішотез с X^і ? 16. Перемеры (обычно для топологически более сложных событий) проводились на HPD или,в основном, на полуавтоматах ПУОС-2, ПУ0С-2М, А-Е. Процесс измерения событий осуществлялся "в линию" с ЭВМ ICL-1903A или DEC-10. При этом ЭВМ постоянно контролировала последовательность операций, качество измерений и соответствие измеряемого события просмотровым данным. После второго измерения события проходили те же этапы обработки, что и после первого и часть из них посылалась на третье измерение. Все хорошо измеренные события из первых двух измерений (~70$ первичных и * 90% V\ ЇЇ )) объединялись на уровне кадра программой dbrs. Результаты работы программы dbrs записывались на две магнитные ленты, одна из которых служила входом в программу GRHTD, где для і/"( Ї) проверялись все возможные кинематические гипотезы ( К*,А ,^л , Ї ) на уровне ассоциированного с одной из первичных вершин распада (ЗС-фит). На вторую магнитную ленту отбирались и записывались в упорядоченном виде все хорошо измеренные события обоих измерений. По состоянию dai -файла и информации, присутствующей на этой магнитной ленте, программа Dion распечатывала вопросы, ответы на которые давались физиками в процессе так называемого "физического" просмотра. При этом основными вопросами, требующими вмешательства физика являлись: прішятие решения о перемере события, анализ ассоциированности \Ґ( 1{ ) и идентификация медленных протонов по плотности ионизации трека (для положительно заряженных частиц с Р ^<1,2 ГэВ/с). Результаты физического просмотра заносились на dai -файл.

После завершения этапа третьего измерения результаты всех трех измерений объединялись в две ленты суммарных результатов: gst (лента суммарных результатов геометрии), содержащую результаты геометрической реконструкции всех хорошо измеренных событий с объединением первичных вершин и ассоциированных с ниш ^Ч(Ои IDST (инклюзивная лента суммарных результатов), содержащую "физическую" информацию о событиях с -р- < 25% и результаты кинематического анализа для ассоциированных V% X ).

После завершения обработки на основании dai -файла для каждой пленки на ни? ( INDEX -ленту, или архивную ленту эксперимента) заносилась информация, содержащая для каждого события, обнаруженного в эффективном объеме камеры, сведения о ходе его обработки. На основании шт на определенном этапе или после завершения всего эксперимента распечатывались таблицы коэффициентов прохождения событий через систему обработки.

1.3. Методика выделения эксклюзивных каналов

Выделение эксклюзивных каналов в К~р-эксперименте при 32 ГэВ/с осуществлялось с помощью программы GRIND. Как обычно в камерных экспериментах оно основано на проверке законов сохранения вектора импульса и энергии в акте взаимодействия для ряда наиболее вероятных гипотез о массах вторичных частиц.

Как показали специальные исследования точностей, достигаемых при оценке юшематических параметров частиц по измерениям на пленках многокубовых водородных пузырьковых камер ' ', при 32 ГэВ/с можно надежно выделять только конечные состояния, все частицы которых зарегистрированы в камере, то есть состояния имеющие одни заряженные частицы или заряженные частицы и нейтральные странные частицы, распавшиеся в эффективном объеме камеры. В первом случае при проверке гипотез о массах вторичных частиц в про- грамме grind используются четыре уравнения связи (обычно такие события для краткости называются 4С-фит событиями), во втором -семь (для одного ассоциированного распада странной частицы), десять (для двух распадов) уравнений связи (7С-фит и IOC-фит события).

Для повышения надежности выделения эксклюзивных каналов на камере "Мирабель" были проведены специальные исследования возможных систематических искажений в объеме камеры ' ' . На основании их был разработан метод учета таких искажений. Для каждого сеанса программой distor рассчитывались поправки к кинематическим параметрам заряженных частиц, определенным программой геометрической реконструкции. События, все треки которых были хорошо восстало . новлены в рабочем объеме камеры и имели -р- < 25%_;после внесенных поправок на систематические искажения в камере (см. рис. I.I) подавались на вход программы кинематического анализа grind выделяющей эксклюзивные каналы согласно информации, заложенной в её управляющих картах.

В КГр-эксперименте выделялись следующие основные 4С-фит каналы:

17. \C p _*. Л" K⁺K~ + тС5Г^~) м=0,і,я (1.9) К" р —^ лк~кЗРч-wtfr^ т = а4,г (і.ю) Гр -* л^вк⁺кУГ-+гУ1С5г*5г^ т = од,г d.H) ІСр — Дрр ₊wiC^J") m = 0,d,z (1.12) и ряд ІС-фит каналов с одной незарегистрированной нейтральной частицей:

К" р —^- К"р 9^ -<- т(5Г⁺5Г) m=rfl,l,2. (І.ІЗ) К' р —*- К"А/5і⁺ + т (5Г+5Г-) уу\=0,4. (І.І4) К" р -— К⁰ р дг5і + ^СЗГ⁺ЗП м =0,1,2, (І.І5)

При этом каналы реакции (1.4) и (1.8) выделялись как 7С-фит, или как IC-фит каналы, в зависимости от того присутствовал ли ассоциированный К( Л") в событии или нет. Кроме того для выделения каналов (І.ІЗ) и (І.І5) использовалась информация об ассоциированных Y -квантах с дополнительным уравнением связи ^>у - ^зг" (2С-фит).

Результаты работы программы grihd записывались на магнитную ленту и далее анализировались программой autogrind. Для выделения эксклюзивных каналов пршленялись следующие критерии отбора:

Для первичной вершины вероятность осуществления хотя бы одной гипотезы должна быть Р00^0,0001, что соответствует ограничению Я ^ 25 при 4 условиях связи и 7^Z -< 10 при I условии связи.

Для событий с наблюдаемым распадом нейтральной странной частицы (е⁺е~-пары от конверсии X -кванта) требовался ЗС-фит в точке распада (конверсии) с Р(^²)> 0,0001 и 4С-фит или 1С-фит в первичной вершине.

В том случае, если проходила гипотеза многовершинного фита дяя первичной и вторичных вершин, то отдавалось предпочтение этой гипотезе.

Каждая гипотеза проверялась на совместимость с просмотровой информацией об идентификации медленных положительных треков.

При двух конкурирующих гипотезах предпочтение отдавалось гипотезе с большим числом уравнений связи.

Все 4С-фит гипотезы, вероятность осуществления которых была более чем в 10 раз меньше, чем у наиболее вероятной, отбрасывались. Для IC-фит гипотез соответствующая величина равнялась 3. После такого отбора событий осуществлялось упорядочение гипотез по вероятности и четыре лучшие из них записывались в определенном формате программой slice'³-⁵' на edst (эксклюзивную ленту суммарных результатов).

В результате применения всех вышеуказанных критериев отбора на эксклюзивной dst оказались записанными 6300 событий, отнесенных к 4С-фит каналам и 6000 событий - к IC-фит каналам. При этом 33% событий, отнесенных к 4С-фит каналу имели более чем одно кинематическое решение.

Дополнительный анализ показал, что для 4Счрит каналов в большинстве случаев неоднозначность является внутренней, то есть состоит в неоднозначной интерпретации масс двух частиц одного заряда (чаще всего К~ и *ЦР) для события отнесенного к определенному конечному состоянию. Так, например, для конечных состояний (I.I)-(1.3) в четырехлучевых событиях внутренние неоднозначности составляют 25,3%, а внешние - 7,1%, в шестилучевых 34,9% и 14,4% соответственно. В восъмилучевых и десятилучевых событиях неоднозначности только внутренние, так как гипотезы (1.2) и (1.3) для них не рассматривались, и они составляют 50$ и 56,4л> соответственно. Следует сразу отметить, что внутренние неоднозначности не играют роли при определении сечении каналов, но могут существенно повлиять на оценки сечений образования некоторых резонан-сов в этих каналах.

1.4. Анализ качества выделения IC-фит каналов

Для решения некоторых актуальных проблем в физике высоких энергий требуется выделение конечных состояний с одной нейтральной частицей. Однако с ростом энергии выделение каналов с одной нейтральной частицей становится все менее надежным из-за увеличения ошибок в определении параметров треков заряженных частиц. Поэтому выделение IC-фит каналов становится серьезной методической проблемой.

В К~р-взаимодействиях выделение таких конечных состояний ранее проводилось только при энергиях до 16 ГэВ ' '.

В экспериментах на камере "Мирабель" выделение IC-фит каналов заведомо более сложно, как из-за более высокого импульса первичного К~-мезона, так и меньшей точности восстановления событий в рабочем объеме камеры, обусловленной её конструктивными особенностями. Поэтому автором диссертации было проведено детальное изучение возможности выделения IC-фит каналов в К""р-эксперименте при 32 ГэВ/с. Дяя простоты, изложение материала будет проводиться на примере реакций (I.I3).

Исходными данными для методических исследований послужили события, отнесенные к IC-фит каналам по критериям описанным в пре-дьщущем разделе.

На рис. 1.2 приведены распределения Р(^ ) для событий, _го,

Кр-^Крті^с _Ь-iP-

Кр-^Крті⁺ті"ті⁰

О 200 + 0--^.0

Кр-Кр2тГ2ті ті

Р (X²)

1.2 Распредели ішк Р(Х~) дня реакций (ІоІЗ), у которых лучшая гипотеза соответствует реакциям (І.ІЗ). Как видно из рисунка эти распределения практически равномерны в области Р(7 ) > 0,1 и имеют максимум при меньшей вероятности, который может быть связан с примесью из других каналов. Поэтому ниже будут рассматриваться только те события, для которых лучшая 1С-фит гипотеза .-.имеет Р(Х)> 0,07 (эти границы обрезания показаны стрелками на рис. 1.2).

На рис. Ї.З (верхний ряд) представлены распределения ы_АТГ для событий, у которых лучшая гипотеза соответствует реакции (I.I3) (пунктирной линией показаны соответствующие распределения для событий, отнесенных к реакции (I.I3) однозначно). Для всех топологий отчетливо видны несмещенные сигналы от реакций с , при этом для больших топологий ширины распределений становятся меньше, что связано с большей точностью измерения более медленных треков. В целом, разрешение по Mg_e_ для этого эксперимента не отличается существенно от разрешения, полученного в К~р-эксперимен-те при 14,3 ГэВ/с (отношение ширин на полувысоте ^Af/dH^ при 32 и 14,3 ГэВ/с равно для двухлучевых событий от реакции (ЦЗ) ^1,3). Но дане для шестилучевых событий с 7\ ширина распределения MJj перекрывает область недостающих масс Хїї и К-мезо-на, так что часть событий, отнесенная к реакции (І.ІЗ), может быть от соответствующего процесса с 25і или от реакции (1.4). Как видно из рис. 1.4 (верхний ряд), где представлена статистика событий, для которых прошла одна или несколько IC-фит гипотез, соответствующих реакциям (І.ІЗ), (1.4), (І.І4), действительно имеется значительное количество неоднозначно интерпретированных событий. Особенно много событий, для которых близкую вероятность имеют гипотезы с 5Т и К⁰. С ростом топологии доля неоднозначно интерпре- Kp->K~plf Kp —Kprt⁺rt Jl K~p^Kp2it'^f2rt~it⁰ гип..it

Кр^П⁰ K~p —КряЧ- гип ..it

К pit'

Г^кп»... Kp-Kp2tl⁺2rf "а~гс*ге

Kp-Kp3rt⁺3it" Kp3rt⁺2it"it гип. „it⁰

о о

Q Kp2rt _JL. Kp — KpItV гип ..a" Kp—Кр2іГ2іГ Kpit⁺rt 2it гип . д^и

I Id. Kp-Kp3it*3rt" Kp2it⁺2it"2it гип .„п?'

0 .5 1.

2 /,-.2- -не* (^) -

Рис.I.3 Распределения Мц_ЄД для лучшей 1С-фит гипотезы (Р( )>0,07) сЗТ-мезоном для реальных (верхний ряд) и тестовых событий с одним (средний ряд) и двумя (заштрихованная часть в нижнем ряду) ЗЇ-мезонами. Штриховой линией показаны соответствующие распределения для однозначно выделенных ^ т т m ttf Т IT

2 луч.

4 луч.

6 луч. '" -⁺-"-г±ттО _{„KprcV И} -*- гип. ..t,.,K,.,N

Кри К Tt-тг —гип. х;..к;>" _{Шл Кр2к}⁺_{2іі гсЧ}⁰_{*— гип. x;..k-;„n'} Kp2rt -^гип. _П

Крті⁺ті 2тс" —гип. _«* і хО д,,к,л _Ьл

,Кр2и⁺2пГ2іі⁰"—гип. _г

Гипотезы

РиСоі.4- Распределения реальных (верхний ряд) и тестовых (средний

Г» ГТ rjrrv ГП1К "Г\ ггпгт^ ^ллЛттг'^й ^ ттг.тптпг м Фгдгп.г плптй7Ттиу ПЇЇЯ НИХ ГИПОТЄЗ. тированных событий падает.

Как показали исследования при более низких энергиях,основным источником неоднозначно интерпретированных IC-фит событий являются как взаимная "перекачіса" каналов (І.ІЗ), (1.4), (І.І4), так и прішесь от каналов с большигл числом нейтральных частиц, которая может давать вклад также в IC-шит события, отнесенные по критериям данного эксперимента к однозначно интерпретированным. Поэтому для оценки качества выделения IC-фит событии нами были тщательно проанализированы основные источники примесей (ошибка разделения П рода) и потерь (ошибка разделения I рода) на событиях, кинематически достаточно близких к выделяемым 1С-фит событиям.

С этой целью нами были использованы 4С-фит события, соответствующие реакциям (І.І) при m = 1,2,3. Отбрасывая в этих событиях одну или несколько заряженных частиц разного вида, мы создали "тестовые" события,хорошо воспроизводящие события с одной (5й,к^в,и/ ) или несколькими различными ненаблюдаемыми нейтральными частицами в конце. При этом однако множественность заряженных частиц в тестовом событии на единицу превышала множественность соответствующего моделируемого ІСкрит канала.

Для каждого тестового события вычислялись величины ^ для IChSht гипотез с $">К и а/ по следующей формуле где М - квадрат недостающей массы к оставшимся заряженным час-нед "*- тицам, рассчитанный обычным образом; М^ц - квадрат массы восстанавливаемой нейтральной частицы, ЛМ^- ошибка квадрата недостающей массы.

Как известно, для IC-фит гипотез величина 35^г близка к X , так как в этом случае остается только одно уравнение связи.

25. После этого, как и в реальном эксперименте, отбирались 4 лучшие гипотезы, для которых отношение вероятностей и сама величина 2) не превышали 3 ( Р(З^а)>0,07).

На рис. 1.4 для иллюстрации представлена статистика тестовых событий с одним (средний ряд) и двумя (нижний ряд) ^г -мезонами, для которых были приняты одна или несколько IC-фит гипотез. Из рис. 1.4 видно, что для тестовых событий с одним $Ґ в большом числе случаев (от Ъ0% в двухлучевых до 20$ в шестилучевых) проходили две IC-фит гипотезы (с 5Г" и К⁰).

Кроме того, из того яе рисунка видно, что тестовые события с Z$ достаточно часто удовлетворяют IC-фит гипотезе с одним ST" , хотя в основном они проходят с двумя гипотезами ( Ж" и К⁰). Для того, чтобы сократить примесь от каналов с 2?ї в каналы с одним ST" в дальнейшем анализе было сделано дополнительное обрезание по М²_ед (-0,3 ГэВ² < М²_ед (ST") < 0,2 ГэВ²). Как видно из рис. 1.3 (стрелками указаны границы обрезаний) для тестовых событий с одним 5Ґ -мезоном (средний ряд) и 2 5Ґ-мезонами (заштрихованная часть в нижнем ряду), у которых лучшая гипотеза оказалась из реакций (І.ІЗ), это обрезание минимально, что позволяет провести детальный анализ примесей. Соответствующие обрезания были сделаны и для М² в реакциях (1.4) и (І.І4) (0,0<М?_ОТТ (К⁰) < <0,5 ГэВ², 0,02).

В табл. I.I показаны относительные вероятности прохожде-ния (в %) тестовых событий для реакций (І.ІЗ), (1.4) и (І.І4) в IC-фит каналы с Зі* к⁰ и у при использовании описанного выше метода разделения IC-фит гипотез с соответствующими обрезаниями по / и Мд_Єд (верхняя цифра соответствует отбору по лучшей гипотезе, а нижняя - по однозначно-выделенным гипотезам). Видно, что среди событий, имеющих истинную гипотезу в качестве едішствен- ной, примесь от конкурирующих каналов существенно уменьшается, хотя такой отбор ведет к значительной (до 50%) потере статистики в исследуемом канале. Вероятности прохождения в различные каналы тестовых событий с одним ^ и парой К*"К7 были рассчитаны для определения примеси в рассматриваемые IC-фит каналы от соответствующих каналов с К*ТГ"-парой.

В табл. 1.2 приведены относительные вероятности прохождения в конечные состояния (1.4), (І.ІЗ), (І.І4) состояшш с несколькими нейтральными частицаші (верхние и нижние цифры означают тоже самое, что и в табл. І.І).

В заключение следует отметить, что приведенные выше результаты, достаточно хорошие для столь высокого первичного импульса, были обеспечены не только прецизионными качествами камеры "Мирабель", но и высокшл уровнем организации обработки данных в К~р-экс-перименте. В частности, при обработке измерений по программе геометрической реконструкции импульс пучковой частицы был фиксирован, что существенно улучшило точность определения углов первичной частицы в точке взаимодействия (а следовательно и точность определения небаланса поперечных импульсов), а имеющиеся в камере "Мирабель" систематические искажения, существенно влияющие на эффективность выделения эксклюзивных каналов, были скорректированы методом, описанным в работе '^'_щ

Похожие диссертации на Основные характеристики эксклюзивных реакций в Кр-взаимодействиях при 32 ГэВ/с

Исследование многочастичных эксклюзивных реакций в К+р- и П+р-взаимодействиях при 32 ГэВ/с Чунихин Валерий Федорович

Экспериментальное исследование множественного образования частиц и резонансов в инклюзивных и эксклюзивных реакциях в К + - и + r-взаимодействиях при 32 ГэВ/сГердюков, Леонид Николаевич

Корреляционные эффекты в адрон-адронных взаимодействиях при 32 ГэВ/сКодолова, Ольга Леонидовна

Характеристики парного рождения очарованных мезонов пионами при энергии350 ГэВНечаева, Полина Юрьевна

Исследование характеристик продуктов реакции p+40/Ar при энергии I ГэВ Тверской Михаил Грейнемович

Дифференциальные сечения реакций + А К s0 + Х, К + А К0 , К * (892)0 + Х при 11,2 ГэВ и методы измерения характеристик калориметрического комплекса эксперимента АТЛАСКульчицкий Юрий Александрович

Сравнение механизмов образования адронов в -РР- и РР-соударениях при 32 ГэВ/сКлочков, Михаил Александрович

Исследование корреляционных и коллективных характеристик процессов взаимодействия пи+ и К+ мезонов с протонами при 250 ГэВ/сМеграбян, Сурик Сергеевич

Характеристики инклюзивного образования адронов в пи-р-взаимодействиях при 360 ГэВ/с и рр-взаимодействиях при 400 ГэВ/сФисяк, Юрий Владимироич

Характеристики процессов множественного образования частиц В п-Ne-взаимодействиях при начальном импульсе 6,2 ГэВ/сТельнов, Михаил Юрьевич