Образование тяжелых гиперонов в глубоко-неупругом рассеянии мюонов на дейтронах в эксперименте COMPASS (CERN)

• Автор: Российская, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 112 с. : ил.

АННОТАЦИЯ
"Не существует совершенной красоты, которая не содержала бы в себе некоторую долю странности".
Ф. Бэкон
В работе представлены результаты измерений, впервые в мировой практике, выходов тяжелых гиперонов и антигиперонов в глубоко-неупругом рассеянии лептонов. Набор данных производился в 2003-2004 годах экспериментом COMPASS (COmmon Muon Proton Apparatus for Structure and Spectroscopy) расположенным на канале М2 ускорителя SPS (Super Proton Synchrotron) европейской организации CERN (Centre Européen pour la Recherche Nucléaire). Использовался пучок мюонов со средней энергией 160 ГэВ и мишень, наполненная веществом (,LiD, которое обладает высокой поляризационной способностью. Приводятся результаты измерений выходов тяжелых гиперонов Е(1385)+, Е(1385)", Ё(1385)", Ё(1385)+, 5(1321)" и Ё(1321)+ по отношению к Л и Ä барионам. Относительные выходы тяжелых гиперонов к Л и антигиперонов к Л находятся в пределах от 3.8 % до 5.6 % с относительной статистической ошибкой ~10%. Эти отношения важны для настройки генератора LEPTO, который широко используются для симуляции событий в области глубоко-иеупругого рассеяния (ГНР). Уникальные измерения позволили впервые оптимизировать параметры LEPTO генератора связанные с рождением странных кварков и процессами фрагментации в ГНР заряженных лептонов.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Формализм ГНР и рождение гиперонов

1.1 Глубоко-нсупругое рассеяние заряженных лептонов на нуклонах

1.2 ГНР и кварк-партонная модель

1.3 Струнные модели адронов
1.4 Скрытая странность нуклона
1.5 Гипероны
1.6 Обзор экспериментальных данных
ГЛАВА 2. Эксперимент COMPASS
2.1 Введение
2.2 Мюонный пучок
2.3 Установка COMPASS
2.3.1 Поляризованная мишень
2.3.2 Магниты SM1 и SM
2.3.3 Координатные детекторы
2.3.4 Адронные калориметры
2.3.5 Триггерная система
2.4 Реконструкция событий
2.5 Контроль за стабильностью реконструированных данных
2.6 Программы анализа данных
ГЛАВА 3. Восстановление и анализ тяжелых гиперонов на установке COMPASS
3.1 Введение
3.2 Поиск и восстановление А и А барионов
3.3 Поиск и восстановление Е* и Е гиперонов
3.3.1 Е* гипероны
3.3.2 Е гипероны
3.3.3 Аксептанс
3.4 Обсуждение результатов

3.4.1 Сравнение с другими экспериментами
3.4.2 Источники систематической неопределенности
3.5 Полная кинематическая область Q2 и у
ГЛАВА 4. Монте - Карло: настройка параметров LEPTO/JETSET
4.1 Введение
4.2 Моделирование экспериментальной установки COMPASS
4.3 Сравнение экспериментальных данных и моделированных событий
4.4 Настройка параметров фрагментации
4.4.1 Параметры модели Лунд
4.4.2 Процедура минимизации
4.5 Распределения по кинематическим переменным
4.6 Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ А.
ПРИЛОЖЕНИЕ В.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

свою очередь SciFi регистрируют частицы в центральной мертвой зоне GEM.
LAS и SAS включают в себя адронные калориметры HCAL (Hadron Calorimeter), которые используются в триггере, а также служат в качестве поглотителя адронов для мюонных детекторов MW (Muon Wall), расположенных за ними. Первый мюонный детектор MW1 состоит из двух станций дрейфовых детекторов [79] (так называемых “Іагоссі’-камер) с расположенным между ними слоем железа. Детектор служит для регистрации мюонных треков, не попадающих в апертуру SM2. Второй мюонный детектор MW2 собран из дрейфовых трубок и регистрирует мюоны, проходящие через SM2.
Триггерная система включает в себя группы годоскопов, которые регистрируют рассеянный мюон. Чтобы исключить срабатывание триггера от адронов, по крайней мере один из годоскопов группы помещен за адронным поглотителем. Таким образом, сигнал на запуск системы считывания подается триггером при наличии в событии мюона в определенном угловом или энергетическом интервале. Для подавления числа триггерных срабатываний, вызванных мюонами гало (пучковые мюоны, проходящие мимо мишени), перед мишенью были установлены вето-годоскопы, работающие на анти-совпадение с основным триггером.
В LAS установлен детектор черенковского излучения RICH (Ring Imaging Cherenkov detector) [80], который производит идентификацию адронов в диапазоне импульсов 3-50 ГэВ/с. Детектор RICH имеет туже угловую апертуру, что и магнит SM1. Размеры корпуса в поперечном пучку направлении составляют 6.6x5.3м2, длина - 3.3 м. Объем резервуара ~ 80 м3.
2.2 Мюонный пучок
Для получения мюонов используется протонный пучок ускорителя SPS/CERN [81]. Протоны с энергией 400 ГэВ взаимодействуют с бериллиевой мишеныо длиной 50 см. Образованные в результате таких взаимодействий частицы проходят через отклоняющий магнит, отбирающий пионы с энергией 177 ГэВ. Вторичный пучок также содержит каоны, доля которых составляет несколько процентов. В канале распада длинной 600 м, примерно 5% адронов распадается на мюон и нейтрино. Оставшиеся адроны поглощаются берил-лиевым абсорбером длиной 9.9 м. Мюоны, пройдя сквозь абсорбер, дважды поворачиваются магнитами, производящими селекцию по импульсу в районе 160 ГэВ, и попадают в экспериментальный зал COMPASS. На протяжении