Исследование радиационных распадов мезонов и электромагнитного образования адронов в поле ядра

• Автор: Молчанов, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Протвино
• Количество страниц: 127 с. : ил.

1 Исследование радиационного распада т/ —>■ тг^тг--/ Ц
1.1 Установка ЛЕПТОН-Ф . .
1.2 Отбор событий
1.3 Анализ углового распределения
1.4 Анализ распределения по эффективной массе двух пионов
1.5 Дальнейшие исследования распада г}' —>■ 7г+7Г
2 Изучение возможности регистрации электромагнитных процессов на установке СФИНКС
2.1 Качественный анализ некоторых возможных механизмов образования
экзотических барионов
2.2 Установка СФИНКС
2.3 Выбор процесса для регистрации
2.4 Отбор событий
2.5 Анализ системы рж°
3 Эксперимент Е781
3.1 Физические цели эксперимента Е781
3.2 Установка БЕЬЕХ
4 Определение радиационной ширины Г[а2(1320)~ —> 7г~7]
4.1 Первичная кинематическая реконструкция
4.2 Отбор событий
4.3 Анализ реакции я' + А -> п+/к~тт~ + А
4.4 Когерентное образование резонансов в электромагнитных и сильных
взаимодействиях
4.5 Нормировка сечений
4.6 Расчеты эффективности
4.7 Определение разрешения по поперечному переданному импульсу
4.7.1 Отбор событий
4.7.2 Определение разрешения для распадов ЕС и сравнение с расчетами Монте-Карло
4.7.3 Корректировка Монте-Карло и разрешение по поперечному переданному импульсу для а2(1320)-мезона

4.8 Фитирование сигнала
4.9 Поправки, усреднение результатов и определение ошибок измерений
5 Верхний предел на парциальную ширину распада £(1385)~ —у Е~7
и сечение реакции 7Х!- —¥ Ап~
5.1 Изучаемая реакция и отбор событий
5.2 Исследование возможных источников фона
5.3 Определение радиационной ширины £(1385)“
5.4 Вычисление угловых распределений в изучаемой реакции
5.5 Определение сечения реакции —*■
5.6 Обсуждение полученных результатов
6 Определение сечения дифракционного образования 7г+7г~7г_ в 7г~С-взаимодействиях при энергии 600 ГэВ
6.1 Общая характеристика условий набора данных
6.2 Анализ экспозиции с низкой интенсивностью пучка
6.3 Анализ экспозиции в стандартных условиях
6.4 Сравнение результатов и усреднение
Заключение
Литература
Приложение
Список иллюстраций
Список таблиц

Актуальность темы исследования.
В настоящее время общепризнаной теорией сильных взаимодействий является квантовая хромодинамика. Благодаря свойству асимптотической свободы в области больших переданных импульсов возможно применение методов теории возмущений, однако в непертурбативной области наши знания по-прежнему формируются в основном экспериментальными исследованиями и различными феноменологическими моделями. Поэтому спектроскопия адронов давно уже стала классическим направлением в физике высоких энергий. Многообещающим направлением являются расчеты на решетках, но они требуют очень больших вычислительных ресурсов, и в настоящее время их предсказательная сила все еще мала.
Из множества различных взаимодействий адронов важную роль играет изучение процессов с реальными и виртуальными фотонами. В конечном итоге это связано с тем, что электромагнитные взаимодействия адронов теоретически более понятны по сравнению с чисто адронными процессами, а их интерпретация, как правило, имеет меньше неопределенностей. В частности, измерение радиационных распадов адронов позволяет получить информацию об их структуре на больших расстояниях, о таких характеристиках, как магнитные моменты, углы смешивания и константы связи, что является необходимой базой для последующего сравнения с предсказаниями различных феноменологических моделей. Точность измерений многих радиационных распадов мала, а некоторые распады еще не были наблюдены, поэтому требуются дальнейшие усилия экспериментаторов в этой области.
Сложность измерений радиационных распадов связана с тем, что большинство из них имеет низкие относительные вероятности — на уровне десятых долей процента и ниже. Другой причиной трудностей прямых измерений является фон от адронных процессов с образованием в конечном состоянии 7г°-мезонов (либо ц-мезонов), распадающихся на два фотона, с последующей потерей одного из них.
Для проведения высокостатистичных исследований радиационных распадов нужны установки с хорошими эффективностями регистрации всех продуктов реакции, с эффективной охранной системой, способной подавлять фоновые процессы с потерянным фотоном, с быстрыми системами выработки триггера и сбора данных. Такими свойствами обладала установка ЛЕПТОН-Ф — последняя модификация из семейства установок экспериментальной программы ЛЕПТОН на Серпуховском ускорителе в Протвино. В качестве примера, демонстрирующего отличные способности этой установки, можно привести обнаружение редкого радиационного распада /)//;(:! 285) ><г/|1|.

РІ, СеУ2
РІ, беУ2
Р2Т, СеУ2
0.005 0
РІ, СеУ2
гр»
і, СеУ2
РІ, СеУ2
Рис. 4.9: Распределение по квадрату поперечного переданного импульса в реакции 7г~+А —> 7г+7г“7г_+А в области малых значений. Слева: иллюстрация дифракционного образования на ядре. Для ядер С и Си области ’’плеча” в фите не использовались. Справа: наблюдение избытка событий при очень малых переданных импульсах.