Извлечение моментов структурной функции F2 из реакции инклюзивного рассеяния электронов на протоне

• Автор: Осипенко, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил

Оглавление

Глава I Введение

Два подхода к описанию структуры протона

Токовые кварки

Система трех конституентных кварка

Разложение по твистам и многопартонные корреляции

Постановка физической задачи

Актуальность проблемы

Новизна работы

Полученные результаты

Апробация работы

Материалы представленные к защите
Глава II Методика эксперимента
Ускоритель
Детектор
Тороидальный магнит
Дрейфовые камеры
Черенковский счетчик
Электромагнитный калориметр
Система времени пролета
Система сбора данных
Реконструкция событий
Обработка данных эксперимента
Реконструкция треков
Реконструкция времени отсчета
Сопоставление событий в различных частях детектора
Идентификация частиц
Глава III Анализ экспериментальных данных
Кинематика и наблюдаемые
Процедура извлечения экспериментальных данных

База данных
Стабильность набора электронных событий
Корректировка импульса
Условия
Фоновые процессы
Определение эффективности
Сечение неупругого рассеяния
Систематические ошибки сечения неупругого рассеяния
Структурная функция
Моменты структурной функции І<
Глава IV Интерпретация результатов
Разложение по твистам и многопартонные корреляции
Извлечение вкладов лидирующего и высоких твистов
Заключение
Список литературы
Приложение А Параметризация протонных форм-факторов
Приложение В Параметризация отношения Н = а^/ат
Приложение С Радиационные коррекции
Приложение О Полученные неупругие моменты Нахтмана
Приложение Е Измеренные структурные функции Р2(х, Є}2)

Глава I
Введение
Два подхода к описанию структуры протона
Несмотря на довольно длительную историю исследований структуры нуклона до сих пор существуют два различных подхода описания этой структуры разработанных для различных кинематических областей. Хотя эти подходы используют одинаковые имена для объектов составляющих основу нуклона эти объекты в действительности имеют совершенно различные свойства. Более того методы расчета развитые для работы с разными физическими величинами не позволяют простой интерпретации результатов одного из этих подходов в терминах другого. Наиболее многообещающие попытки объединения двух областей в рамках фундаментальных механизмов сильного взаимодействия основанные на компьютерных симуляциях этих процессов все еще крайне далеки от того состояния необходимого для полного понимания динамики взаимодействия.
Токовые кварки
Первый подход в соответствии с нашими представлениями является фундаментальным и основан на Стандартной Модели. Он описывает динамику простейших частиц “токовых” кварков которые являются точечными бесструктурными и практически безмассовыми т.к. их массы настолько меньше массы протона, что 98% последней имеет динамическую природу.
Бъеркеновский скейлинг
Скейлинговое поведение структурной функции нуклона было предсказано Бъерке-ном в 1969 году исходя из соображений токовой алгебры. Основа этого эффекта заключается в том, что в пределе и,(22 -> оо и х = <32/2Ми фиксировано (предел Бъеркена) структурная функция не зависит от С}2:

.‘нНлііВйіог Ьаіге
- ІЧМІ МІ
•ИЬсгУхЫСше^
№г<чи>
-КЬег УйЫ (ІийЬя (ГЄЯЇ-)
Рис. 19: Вид одного из шести модулей электромагнитного калориметра.
Нейтральные частицы в калориметре идентифицируются по отсутствию соответствующего трека в дрейфовых камерах. Нейтральный пион идентифицируется требованием двух нейтральных частиц чья суммарная энергия равна массе тх°. Данные показывают, что разрешение 5т/т ~ 0.11 — 0.14. Нейтроны можно отличить от фотонов за счет временного разрешения калориметра, которое равно 500-600 пс. Эффективность регистрации нейтронов была получена в реакции р(е, е', 7г+)п, в которой нейтрон может быть также восстановлен по методике недостающей массы. Данные показали, что эффективность возрастает от нуля при 0.4 ГэВ и достигает насыщение при величине эффективности равной 60% при 1.6 ГэВ, в согласии с предсказаниями сделанными на основе Монте-Карло симуляций.
Более детальное описание дизайна, калибровки и свойств переднего калориметра можно найти в работе [19].
Задний калориметр
Два модуля калориметра покрывающие большие углы рассеяния очень похожи на переднюю часть калориметра [20]. В данном случае модули сделаны из сандвича свинец-сцинтиллятор прямоугольной формы. Они состоят из 33 слоев, каждый из которых содержит 0.2 см свинцовой фольги и полосок пластикового сцинтиллятора ИЕНОА с шириной 10 см и толщиной 1.5 см. Толщина модуля, таким образом, составляет 12.9 радиационных длин или одну длину поглощения. Тефлоновый лист толщиной 0.2 мм отделяет сцинтилляторы от свинца, а тефлоновые полоски толщиной
0.2 мм расположенные между каждой парой прилегающих пластин сцинтиллятора позволяет избежать оптического перекрытия. Каждый слой повернут относительно предыдущего на 90° в форме 40x24 матрицы состоящей из ячеек размером 10x10 см. Для того, чтобы обеспечить необходимую конусообразную форму толщина полос