Исследование радиационных распадов мезонов и электромагнитного образования адронов в поле ядра

• Автор: Молчанов, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Протвино
• Количество страниц: 127 с. : ил.

1 Исследование радиационного распада ц' —> п+п~'у

1.1 Установка ЛЕПТОН-Ф

1.2 Отбор событий

1.3 Анализ углового распределения

1.4 Анализ распределения по эффективной массе двух пионов

1.5 Дальнейшие исследования распада т/ —У 7г+7г~7

2 Изучение возможности регистрации электромагнитных процессов

* на установке СФИНКС

2.1 Качественный анализ некоторых возможных механизмов образования

экзотических барионов

2.2 Установка СФИНКС

2.3 Выбор процесса для регистрации
2.4 Отбор событий
2.5 Анализ системы ря°
3 Эксперимент Е781
3.1 Физические цели эксперимента Е781
3.2 Установка ЭЕЕЕХ
4 Определение радиационной ширины Г[а2(1320)~ —> 7Г~7]
4.1 Первичная кинематическая реконструкция
4.2 Отбор событий
4.3 Анализ реакции тг~ + А —> 7г+7г-7г- + А
4.4 Когерентное образование резонансов в электромагнитных и сильных
взаимодействиях
4.5 Нормировка сечений
4.6 Расчеты эффективности
4.7 Определение разрешения по поперечному переданному импульсу
4.7.1 Отбор событий
4.7.2 Определение разрешения для распадов 5" и сравнение с расчетами Монте-Карло
4.7.3 Корректировка Монте-Карло и разрешение по поперечному переданному импульсу для а2(1320)-мезона

4.8 Оптирование сигнала
4.9 Поправки, усреднение результатов и определение ошибок измерений
5 Верхний предел на парциальную ширину распада £(1385)” —> £~'у
и сечение реакции 7£~ —> Л-7Г~
5.1 Изучаемая реакция и отбор событий
5.2 Исследование возможных источников фона
5.3 Определение радиационной ширины Е(1385)~
5.4 Вычисление угловых распределений в изучаемой реакции
5.5 Определение сечения реакции уТ,~ —»■ Ал
5.6 Обсуждение полученных результатов
6 Определение сечения дифракционного образования 7Г+Л_7Г~ В 7Г_С-взаимодействиях при энергии 600 ГэВ
6.1 Общая характеристика условий набора данных
6.2 Анализ экспозиции с низкой интенсивностью пучка
6.3 Анализ экспозиции в стандартных условиях
6.4 Сравнение результатов и усреднение
Заключение
Литература
Приложение
Список иллюстраций
Список таблиц

Актуальность темы исследования.
В настоящее время общепризнаной теорией сильных взаимодействий является квантовая хромодинамика. Благодаря свойству асимптотической свободы в области больших переданных импульсов возможно применение методов теории возмущений, однако в непертурбативной области наши знания по-прежнему формируются в основном экспериментальными исследованиями и различными феноменологическими моделями. Поэтому спектроскопия адронов давно уже стала классическим направлением в физике высоких энергий. Многообещающим направлением являются расчеты на решетках, но они требуют очень больших вычислительных ресурсов, и в настоящее время их предсказательная сила все еще мала.
Из множества различных взаимодействий адронов важную роль играет изучение процессов с реальными и виртуальными фотонами. В конечном итоге это связано с тем, что электромагнитные взаимодействия адронов теоретически более понятны по сравнению с чисто адронными процессами, а их интерпретация, как правило, имеет меньше неопределенностей. В частности, измерение радиационных распадов адронов позволяет получить информацию об их структуре на больших расстояниях, о таких характеристиках, как магнитные моменты, углы смешивания и константы связи, что является необходимой базой для последующего сравнения с предсказаниями различных феноменологических моделей. Точность измерений многих радиационных распадов мала, а некоторые распады еще не были наблюдены, поэтому требуются дальнейшие усилия экспериментаторов в этой области.
Сложность измерений радиационных распадов связана с тем, что большинство из них имеет низкие относительные вероятности — на уровне десятых долей процента и ниже. Другой причиной трудностей прямых измерений является фон от адронных процессов с образованием в конечном состоянии 7г°-мезонов (либо гу-мезонов), распадающихся на два фотона, с последующей потерей одного из них.
Для проведения высокостатистичных исследований радиационных распадов нужны установки с хорошими эффективностями регистрации всех продуктов реакции, с эффективной охранной системой, способной подавлять фоновые процессы с потерянным фотоном, с быстрыми системами выработки триггера и сбора данных. Такими свойствами обладала установка ЛЕПТОН-Ф — последняя модификация из семейства установок экспериментальной программы ЛЕПТОН на Серпуховском ускорителе в Протвино. В качестве примера, демонстрирующего отличные способности этой установки, можно привести обнаружение редкого радиационного распада £>/Д(1285) —> Фч [1].

Р%, «ЗеУ3
Р%, веУ2
РІ, веУ2
р*т, веУ2
р*т
Рис. 4.9: Распределение по квадрату поперечного переданного импульса в реакции 7г~"У.А —> 7г+7г_7г"+Л в области малых значений. Слева: иллюстрация дифракционного образования на ядре. Для ядер С и Си области ’’плеча” в фите не использовались. Справа: наблюдение избытка событий при очень малых переданных импульсах.