Анализ экспериментов по ρρ-взаимодействию и проблема существования бариониума

• Автор: Мещеряков, Глеб Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 88 с. : ил

Оглавление
Введение
Гланя I Упругое ГР рассеянней анализ ГР рассеяния вперед
1.1. Экспериментальный метод
1.2. Анализ процедуры измерения
1.3. Дифференциальные сечения упругого РР рассеяния и амплитуда рассеяния вперед
1.4. Анализ РР рассеяния вперед
Глава II Анализ электромагнитного формфактора протона вблизи РР -порога
П.1. Формула Розенблюта
11.2. Методы вычисления иуклонных формфакторов
11.3. Измерение формфактора протона во времени подобной области
вблизи порога
11.4. Описание данных эксперимента PS170 по электромагнитному формфактору протона
Глава 111 О согласованности результатов экспериментов по изучению РР
взаимодействия вблизи порога, выполненных на установках LEAR и ADONE..
III. 1. Данные коллаборации OBEL1X по полным и ашшгиляционным сечениям и
новый кандидат на бариопиум
111.2. Результаты эксперимента EENICE и их сравнение с данными коллаборации OBEL1X
Заключение
Приложение
Приложение II
Литература

Введение
Цслыо работы является интерпретация неожиданных результатов экспериментов но изучению упругого рр рассеяния вперед и определению модуля электромагнитного формфактора протона вблизи рр порога на основе гипотезы о существовании бариониума с малой энергией связи.
Экспериментальные исследования рр - взаимодействия стали возможны после того, как в 1955 г. было зарегистрировано рождение антипротона [1]. Однако долгое время они затруднялись тем, что пучки медленных антипротонов не обладали необходимыми характеристиками. Действительно, антипротоны составляют небольшую часть вторичных частиц, возникающих при столкновении энергичных протонов с мишеныо. Кроме того, они рождаются в широком интервале углов и энергий.
Существенный прогресс был достигнут к 1981г., когда в CERN (Европейский Центр Ядерных Исследований) был создан антипротонный накопитель. В нем антипротоны накапливались, очищались от примесей короткоживущих пионов. Кроме того, с помощью специальной процедуры уменьшался разброс по энергиям и направлениям. Подавление продольных колебаний пучка называется "стохастическим охлаждением" и было предложено Будкером А. М. "Охлажденные" и замедленные пучки антипротонов направлялись на установку LEAR (Низко энергетическое антинротонное кольцо). На ней была выполнена обширная программа исследований по рр -взаимодействиям при низких энергиях. Ниже, однако, ограничимся анализом только последних экспериментов но поиску связанного состояния протона и антипротона - бариониума.
Остановимся сначала па теоретических основаниях существования бариониума. Впервые вопрос о нем был поднят в работе Ферми и Янга [2] в связи с открытием л-мезона еще до экспериментального обнаружения антипротона. В ней пион рассматривался как связанное состояние протона и антипротона на том основании, что некоторые компоненты нуклон-нуклонных сил при рассмотрении взаимодействий нуклонов и антинуклонов из отталкивающих превращались в притягивающие. Впоследствии вопрос о

переходе от NN -потенциала к NN -потенциалу обсуждался И.С.Шапиро с сотрудниками [3] и другими авторами (4|. Кварковые модели также дают указание на существование бариоииума [5]. Связанные состояния NN системы искались путем наблюдения рождения моноэисргстичсских частиц при pN взаимодействиях в покое и на лету. Два различных экспериментальных подхода были использованы для поиска рп и рр; связанных состояний при pel взаимодействии путем измерения энергетических спектров нуклонов отдачи (р и п - соответственно). В альтернативном подходе измерялось энергетическое распределение продуктов аннигиляции при захвате р в антипротонном атоме (в частности в протониуме (рр). Изучалось образование глубоко связанного состояния (энергия связи порядка 100 МэВ) с помощью моноэпергетичсского л или у перехода с орбит прогониума (энергия связи порядка 10 КэВ).
Опишем подробнее первый подход [6]. При взаимодействии ~р с жидким дейтерием
нуклон отдачи при образовании состояния X уносит часть энергии. Главный вклад в амплитуду процесса определяется квазисвободным рассеянием (Рис. 1а), а мезонное (Рис. 16) или нуклонное иерерассеяние (Рис. 1с) могут
затушевать эффект связанного состояния. При аннигиляции на лету может образоваться не только связанное состояние, но и резонанс. В нерелятивистском пределе для состояния близких к порогу^ величина недостающей массы О определяется приближенным выражением
pd —> (рр —> X)«; (рп —> X )р

Т з J
Q = Мх -2М = + (TrTN ft cos©

гипотетического, вследствие положительности р (I) = 180 МэВ/с) > 0 и отрицательности р (/’ = 0) < 0. Пули р(г) па интервале

180 < 1 < 750 МоШс легко получить с помощью первых членов ряда (1.2£), в полной аналогии с уже проведенным описанием 1т . Для практического применения оборванный ряд для К-еТф- удобно представить в форме, явно содержащей нули, а не параметры Л2п, т.е. в форме
^ = ХА2,У" = с(г2 - г2 & - х )^4 - ^ -1]/г2 (1.28)
Набор экспериментальных данных по р состоит из 41 значения р из работ [24,30,36] и точки р(Р, = 0) =-1.07 ±0.1 из работы [42]. Очевидно, что формула (1.28) не описывает набор данных по р. Чтобы убедиться в этом, достаточно вспомнить, что между нулями (Рис.7) функция р отрицательна. Этот факт определяет знак с > 0 при I) = 0, а значит и знак р(0)>0. Поэтому, если па время проигнорировать экспериментальную точку /?(0) = —1.07, то остальные точки (Рис.7) напоминают параболу и можно надеяться на их хорошее описание с помощью формулы (1.28). Анализ согласно -критерию дает следующие величины
.2 _лэоэ^оллл -2 = 0.829 ±0.
(1-29)
с = 354 ± 42, г =0.392 ±0.004, =0.829 ±0.

^ МОГ ~ 32-6/