Парциальные сечения фоторождения π и η мезонов на лёгких ядрах в области нуклонных резонансов

• Автор: Игнатов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 100 с. : ил.

1 Фоторождение мезонов на лёгких ядрах в области нук-лонных резонансов

1.1 Полное сечение фотопоглощения

1.1.1 Фоторождение 7г-мезонов

1.1.2 Фоторождение пар 7Г7г

1.1.3 Полное сечение фотопоглощения на протоне

1.2 Фоторождение 77-мезонов в лёгких ядрах

1.2.1 Фоторождение ^-мезонов на протоне и нейтроне

1.2.2 77-мезон в физике мезонных ядер

2 Установка
2.1 ESRF

2.2 Пучок 7-квантов

2.2.1 Кинематика обратного комптоновского рассеяния
2.2.2 Получение пучка 7-квантов
2.2.3 Измерение энергии 7-квантов
2.2.4 Монитор пучка 7-квантов
2.3 Мишень
2.4 Детектор LAGRAN7E
2.4.1 Плоские пропорциональные камеры
2.4.2 Двойная стена из пластиковых сцинтилляторов
2.4.3 Детектор ливней
2.4.4 Цилиндрические пропорциональные камеры
2.4.5 Цилиндричекий детектор из тонкого пластикового сцинтиллятора («Barrel»)

2.4.6 ВОО-калориметр
2.4.7 Вето детектор
2.5 Система сбора данных
2.5.1 Общее описание
2.5.2 Формирование триггеров записи событий
2.6 Организация анализа данных
2.6.1 Экспериментальные данные
2.6.2 Моделирование
3 Алгоритмы анализа экспериментальных данных и результаты измерений
3.1 Общие определения
3.1.1 Вычисление сечений парциальных каналов
3.1.2 Вычисление эффективности регистрации реакции и её применение к экспериментальным данным
3.2 Фоторождение мезонов на водородной мишени
3.2.1 Отбор событий и идентификация каналов
3.2.2 Эффективность регистрации
3.2.3 Вычисление полных сечений парциальных каналов
3.3 Вычисление полного сечения фотопоглощения на протоне
3.3.1 Фоновые условия
3.3.2 Эффективность регистрации
3.3.3 Результаты измерений
4 Корреляционный метод исследования взаимодействия нестабильных мезонов с ядерным веществом
4.1 Условия применимости и алгоритм отбора
4.2 Взаимодействие ц-мезонов с внутриядерными нуклонами
Заключение

Целью настоящей диссертационной работы является получение новых данных о процессах фоторождения лиц мезонов на лёгких ядрах в области нуклонных резонансов при энергии 7-квантов 600-71500 МэВ. Работа выполнена на установке ОБААЬ, расположенной в Европейском Центре Синхротронного Излучения (ЕЗШЦ. Для получения пучка 7-квантов используется метод обратного комптоновского рассеяния. Благодаря этому методу пучок 7-квантов обладает достаточно высокой энергией и интенсивностью, низким уровнем фона и высокой степенью поляризации. Детектор ЬАОБААДЕ установки СКААЬ. разработанный для таких исследований, имеет большой телесный угол (~ 3.8л) и высокую эффективность регистрации продуктов реакций, что позволяет качественно проводить исследования фоторождения мезонов.
Изучение процессов фоторождения мезонов является одним из инструментов в исследовании взаимодействия фотонов с ядрами и структуры нуклона. Полное сечение фотопоглощения на нуклоне имеет резонансную структуру, которая свидетельствует о наличии возбуждённых состояний нуклона (нуклонных резонансов). Знание свойств нуклонных резонансов является ключом к пониманию структуры самого нуклона. Испускание мезонов является основным каналом перехода нуклона из возбуждённого состояния в основное. Характерное время протекания таких процессов составляет ~ 10 сек (сильное взаимодействие), что соответствует неопределённости в наблюдаемой энергии возбуждения около нескольких 100 МэВ. При этом различие в массе разных нуклонных резонансов может составлять ~ 10 МэВ, что приво-

2.5. СИСТЕМА СБОРА ДАННЫХ
разрешен иями:
7: Эффективность регистрации ~ 100% (при Е1 > 2 МэВ). Энергетическое и угловое разрешение (при Е1 ~ ЮеУ)'. АЕ/Е ~ 3%, Дб ~ 6° и А0 ~ 7°.
п: Средняя эффективность регистрации 60%12. Угловое разрешение: А9 ~ 9° и Д0 ~ 11°.
р, 7г±: Эффективность регистрации ~ 100%. Угловое разрешение: АО ~ 8° и Аф ~ 9°.
Детальное описание ВСО-калориметра можно найти в работах [98, 47].
2.4.7 Вето детектор
Данный детектор представляет собой «сандвич» из двух пластиковых сцинтилляторов N£102 толщиной 1 см каждый, разделённых слоем свинца толщиной так же 1 см. По форме он образует диск радиусом 50 см, который закрывает заднее направление вылета частиц. Вето детектор регистрирует как заряженные, так и нейтральные частицы и служит для идентификации событий, образованных фоновыми электронами/позитронами и 7-квантами, летящими от коллиматоров пучка.
Подробное описание этого детектора можно найти в работе [23].
2.5 Система сбора данных
2.5.1 Общее описание
Система сбора данных эксперимента СПААЬ [19] проиллюстрирована на Рис. 2.9. Данная система служит для сбора сигналов со всех детекторов установки (~ 4000 каналов), оцифровки сигналов, формированию события и его записи на постоянные носители информации,
12 Детально вопрос эффективности регистрации нейтронов будет рассмотрен в Главе ??