Исследование нейтрино-ядерных взаимодействий и нейтринных осцилляций в экспериментах на ускорителях

• Автор: Рябов, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 210 с. : ил.

Глава 1. ЗАДАЧИ НЕЙТРИННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА СОВРЕМЕННЫХ УСКОРИТЕЛЯХ

1.1. Нейтринные реакции нейтрального и заряженного тока

1.2. Конечные адронные состояния

1.3. Образование странных и очарованных частиц

1.4. Поиск нейтринных осцилляций

Глава 2. СПЕКТРОМЕТР СКИФ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕЙТРИНО-ЯДЕРНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

2.1. Структура и возможности спектрометра СКИФ

2.2. Методика поиска нейтринных взаимодействий в эксперименте

2.3. Локализация вершины нейтринного взаимодействия в мишени

2 3.1. Оптическая система стримерной камеры

2.3.2. Реконструкция параметров заряженных частиц в стримерной камере

2.3.3. Целеуказание на вершину нейтринного взаимодействия в мишени
2.3.4. Учет сноса стримеров электрическим полем
2.3.5. Преобразование координат
2.4. Поиск предсказанной вершины в фотоэмульсионной мишени
Глава 3. ИЗУЧЕНИЕ КОНЕЧНЫХ АДРОННЫХ СОСТОЯНИЙ В НЕЙТРИНО-ЯДЕРНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ ПРИ ЭНЕРГИЯХ 3-30 ГэВ
3.1. Инклюзивные спектры и дифференциальные сечения
3.2. Средние множественности заряженных адронов
Глава 4. ОБРАЗОВАНИЕ СТРАННЫХ И ОЧАРОВАННЫХ ЧАСТИЦ В НЕЙТРИННОМ ПУЧКЕ УСКОРИТЕЛЯ ИФВЭ
4.1. Регистрация распадов странных частиц
4.1.1. Анализ распадов нейтральных странных частиц
4.1.2. Суммарный выход нейтральных странных частиц
4.1.3. Сечение образования странных частиц
4.2. Образование очарованных частиц в нейтринных взаимодействиях
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЙТРИННЫХ ОСЦИЛЛЯЦИЙ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ НА УСКОРИТЕЛЯХ
5.1. Формализм описания
5.1.1. Вакуумные осцилляции
5.1.2. Осцилляции нейтрино в веществе
5.2. Составные части экспериментов по поиску осцилляций нейтрино
5.2.1. Нейтринный пучок
5.2.2. Детекторы
5.2.3. Моделирование нейтринных потоков и взаимодействий
5.3. Методика изучения осцилляций с использованием нейтринных пучков
5.3.1. Инклюзивные эксперименты: наблюдение убывания начального потока vM
5.3.2. Эксклюзивные эксперименты: детектирование появления ve и v, в пучке vp
Глава 6. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСЦИЛЛЯЦИЙ НЕЙТРИНО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПУЧКОВ ОТ УСКОРИТЕЛЯ УНК-І С ЭНЕРГИЕЙ 600 ГэВ
6.1. Дальние детекторы
6.1.1. Глубоководная установка для регистрации мюонов и нейтрино на озере Байкал (нейтринный телескоп NT-200)
6.1.2. Детектор ICARUS
6.2. Ближний детектор
6.3. Комплекс дальних нейтрино УНК
6.3.1. Элементы комплекса дальних нейтрино
6.3.2. Нейтринные пучки с широким энергетическим спектром
6.3.3. Нейтринные пучки с узким энергетическим спектром
6.4. Возможности экспериментов Байкал и ICARUS по изучению осцилляций от нейтринных пучков УНК
Глава 7. РЕГИСТРАЦИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ НЕЙТРИНО В ОТСУТСТВИЕ СИНХРОНИЗАЦИИ ОТ УСКОРИТЕЛЯ
7.1. Методика проведения экспериментов по обнаружению нейтрино на ускорителе ИФВЭ
7.2. Измерение временного положения пучка
7.3. Измерение интенсивности событий
7.4. Обнаружение нейтрино методом пороговой обработки
7.5. Результаты экспериментов по синхронизации ускорителя и удаленного детектора

Электрическое поле в верхней и нижней частях СК, разделенных центральным электродом, имеет противоположное направление, а расстояние смещения одинаково по абсолютному значению в обеих частях. Поэтому поправки для 2- координат треков и вершин взаимодействия составляют для верхней половины Д2=1,7 мм, для нижней половины -А г = -1,7 мм.
2.3.5. Преобразование координат
Гибридная структура экспериментальной установки предполагает прецизионную координатную привязку мишени к СК. С этой целью вводятся ортогональные декартовы системы координат стримерной камеры (ССК), эмульсионных слоев (СЭС) и геодезическая (ГСК). С помощью программы геометрической реконструкции определялись координаты вершины взаимодействия и угловые характеристики вторичных частиц в ССК, привязка трековых детекторов к плоскости горизонта проводилась в ГСК, а поиск вершин осуществлялся в СЭС.
Для перевода всех характеристик взаимодействия из одной системы координат в другую было необходимо знать координаты некоторых реперных объектов одновременно в обеих системах координат. При восстановлении пространственной геометрии в эксперименте Е-128 использовалось несколько наборов таких объектов:
- по 4 геодезические метки на опорной плите СК и на поверхности эмульсионной мишени;
- 38 светящихся реперных крестов в стримерной камере;
- 96 радиационных крестов на эмульсионной мишени;
- 20 лазерных реперных треков в объеме стримерной камеры.
Математически преобразование двух ортогональных систем координат осуществлялось нахождением матрицы поворота и матрицы сдвигов по трем координатам. Это преобразование применялось последовательно для двух переходов ортогональных систем координат - ССК —> ГСК и ГСК —* СЭС.