Комптоновское рассеяние квазиреальных фотонов на электронах и позитронах

• Автор: Голубев, Владимир Борисович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 78 c. : ил

ГЛАВА I. ЭЛЕКТР0Н-П03ИТР0ННЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ВЭПП-2М

ГЛАВА 2. НЕЙТРАЛЬНЫЙ ДЕТЕКТОР

2.1 Конструкция нейтрального детектора

2.2 Координатные камеры

2.3 Электроника нейтрального детектора

2.4 Триггер

2.5 Монитор светимости

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТ И ОБРАБОТКА ДАННЫХ

3.1 Эксперимент на ВЭПП-2М

3.2 Обработка записанной информации

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ

ГЛАВА 5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАЗРЕШЕНИЕ
НЕЙТРАЛЬНОГО ДЕТЕКТОРА
ГЛАВА 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СВЕТИМОСТИ ПО КВАНТОВОЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИМ ПРОЦЕССАМ
ГЛАВА 7. ТЕОРИЯ ПРОЦЕССА ВКЭ
ГЛАВА 8. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
8.1 Отбор экспериментальных событий
8.2 Сравнение характеристик ВКЭ с расчетом по КЭД
ГЛАВА 9. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
9.1 Сравнение полного сечения и угловых распределений ВКЭ с расчетом по КЭД
9.2 Процесс ВКЭ и проверка КЭД
9.3 Поиск тяжелого электрона (ТЭ)
9.4 Сравнение сечений ВКЭ на электроне и позитроне
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Как известно, электромагнитное поле, создаваемое заряженной частицей, движущейся с ультрарелятивистской скоростью, описывается суммой эквивалентных квазиреальных фотонов [I]. Поэтому при столкновении двух таких частиц возможен процесс компто-новского рассеяния фотона электромагнитного поля одной из них на встречной частице. Настоящая работа посвящена изучению этого явления на встречных электрон-позитронных пучках накопителя ВЭПП-2М. Впервые процесс комптоновского рассеяния квазиреальных фотонов наблюдался в экспериментах на накопителе со встречными электрон-позитронными пучками АСО в 1973 г. [23 . В этой работе, при исследовании процесса е+е“— , было найдено
странных событий, в которых были зарегистрированы только некол-линеарные электрон и фотон, плоскость разлета которых, тем не менее, была практически компланарна с пучком. Эти события не могли быть объяснены конверсией одного из фотонов в веществе перед камерами. Явление было объяснено с помощью описанного выше механизма и названо виртуальным Комптон-эффектом (ВКЭ). В дальнейшем около 150 событий ВКЭ было зарегистрировано на
AD0NE [3]
Кинематика ВКЭ изображена на рис.1. Один из электронов излучает квазиреальный фотон, отклоняется на малый угол ,
где ^ - Лоренц-фактор начального электрона, и, вследствие этого, не попадает в телесный угол детектора. Излученный квазиреальный фотон сталкивается с другим электроном, частицы рассеиваются на большие утлы и попадают в детектор. Поперечный импульс квази-реального фотона - порядка m/с, где т - масса электрона, поэтому угол между пучком и плоскостью разлета электрона и фотона мал. В то же время продольный импульс квазиреального фотона мотр<
Рис.1, - импульсы начальных и конечных
электронов и позитронов, к - импульс фотона, Д(р - угол раскомпланарности.
Рис.2. Ускорительно-накопительный комплекс ВЭПП-2М.

се ТЭ, так как собственная ширина ТЭ не превышает нескольких кэВ из имеющихся в настоящее время ограничений на величину константы связи Л . Следовательно, этот процесс должен проявляться в виде пика с шириной, равной аппаратурному разрешению, в распределении инвариантных масс е ^ , на фоне широкого распределения, определяемого процессом ВКЭ.
Другой процесс, использовавшийся для поиска тяжелого электрона - это двухквантовая аннигиляция. С учетом вклада ТЭ, ее сечение описывается суммой фейнмановских диаграмм, приведенных на рис.18. Кроме обычных диаграмм (рис.18а) здесь имеются диаграммы, связанные с обменом ТЭ (рис.186). Дифференциальное сечение реакции записывается в следующем виде:
гік _ 2* +2|
оіо 2/2 5 ь/ ІМ
V2- -У2
+ Хг
(7.7)
х1 = 2(р.к)1 *2 = 2 (р,к).
Наличие ТЭ меняет как полное сечение -аннигиляции, так и угловые распределения. В предельных случаях, когда масса ТЭ много больше энергии эксперимента, или наоборот, формула (7.7) заметно упрощается:
£=ЙЯ'“& <«
ёИП» Ш "р“
Отсюда видно, что эксперименты по проверке КЭД в процессе двухквантовой аннигиляции при предельно высокой, достижимой в настоящее время энергии е+е~ пучков, могут быть весьма чувствитель-