Ядерные эффекты в жестких взаимодействиях адронов и лептонов с ядрами

• Автор: Иванов, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 105 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Современное состояние исследований жестких адрон-ядерных и лептон-ядерных взаимодействий при высоких энергиях

1.1. Эффект Кронина в образовании адронов при рассеянии протонов на ядрах

1.2. Эффект Кронина в рождение Дрелл-Яновских пар при рассеянии адронов

на ядрах

1.3 Рождение адронов в лептон-ядерных соударениях при высокой энергии

1.4. Монте-Карло подходы к описанию взаимодействия адронов и лептонов с ядрами при высокой энергии
1.5. Выводы

Глава 2. Длина формирования. Эффект Ландау-Померанчука-Мигдала

2.1. Длина формирования кварков и адронов в процессе адронизации при рассеянии частиц на ядрах. Методы пертурбативной КХД
2.2. Длина формирования кварков и адронов. Методы непертурбативной КХД
2.3. Модель адронизации разработанная в рамках создания МК генератора НАМЭРШО
2.4. Выводы
Глава 3. Образование адронов в лептон-ядерных взаимодействиях при высоких энергиях
3.1. Многократные мягкие перерассеяния
3.2. Энергетические потери образовавшихся адронов и составляющих их кварков
3.3. Выводы

Глава 4. Монте-Карло генератор НАЇШРШО: ядерные эффекты в адрон-ядерном рассеянии
4.1. Структурные функции внутриядерных нуклонов
4.2. Многократные мягкие перерассеяния кварков в начальном состоянии
4.3. Энергетические потери налетающих кварков в начальном состоянии
4.4. Выводы
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность темы диссертации
Процесс перехода кварков и глюонов в адроны - адронизация, является наиболее интересной частью непертурбативной квантовой хромодинамики (КХД). Использование ядер в качестве мишеней в соударениях с частицами высоких энергий позволяет обнаружить важные особенности пространственно-временной картины адронизации, включающей длину формирования адронов, энергетические потери налетающих и образовавшихся частиц, многократные мягкие перерассеяния, изменение структурных функций внутриядерных нуклонов и др.
Понимание процесса распространения кварков в ядерной среде важно для физической интерпретации данных экспериментальных исследований столкновений, как ультрарелятивистских тяжелых ионов для поиска новых состояний кварк-глюонной материи, так и протонов и лептонов с ядрами при высоких энергиях.
Для анализа данных экспериментальных исследований столкновений частиц с ядрами и планирования будущих экспериментов необходима детальная информация о процессах образования частиц в лептон- и адрон- ядерных соударениях при высоких энергиях. Получить такого рода информацию позволяет Монте-Карло (МК) моделирование изучаемых процессов.
В настоящей работе предложена МК модель жестких лептон-ядерных и адрон-ядерных соударений. В работе рассматриваются такие эффекты, как мягкие перерассеяния и энергетические потери налетающих и образующихся адронов, а также составляющих их кварков. В работе используется модель адронизации с двумя стадиями, реализованная в МК генераторе HARDPING (HARD

теории возмущений также весьма сложны, опубликовано всего несколько результатов, полученных для более высоких, чем первый, порядков (т.е. для количества петель, большего единицы) [36]. Для вычислений с большой точностью учет подобных многопетлевых диаграмм является необходимым, однако для большинства качественных оценок процессов, идущих при высоких энергиях, подобные поправки только усложняют задачу и в целом дают негативный эффект[36].
В-третьих, кварки и глюоны связаны (находятся в состоянии конфайн-мента) [35]. В предыдущих двух случаях для описания взаимодействий между кварками, лептонами и калибровочными бозонами на коротких расстояниях использовался язык теории возмущений. Данное описание оправдано для лепто-нов и бесцветных бозонов, однако для кварков и глюонов оно должно быть дополнено адекватным описанием процесса адронизации (который, в свою очередь, можно разделить на фрагментацию и последующие распады), в результате которого цветные партоны образуют струи бесцветных адронов, фотонов и лептонов. Для описания адронизации разработано несколько различных моделей [34], однако полного понимания этого процесса до сих пор нет. С одной стороны, эффекты от адронизации должны быть очень велики, поскольку именно он дает основной вклад в множественность образующихся частиц. С другой стороны, общий поток энергии в событии определяется жестким процессом, описываемым теорией возмущений, к которому фаза адронизации добавляет лишь некоторое дополнительное «размытие». На практике можно делать различные предположения относительно влияния адронизации на конечный результат, однако чаще всего для получения точных результатов требуется детальное моделирование этого процесса[35].
Как видно из всего вышесказанного, простая структура исходного процесса на практике является значительно более сложной — вместо двух парто-нов в конечном состоянии появляются сотни частиц. Физические основы остаются неизменными, однако базовый процесс «скрывается» и уже не наблюдает-