Прецизионное измерение скорости поглощения мюона ядрами 3 Не и 4 Не

• Автор: Воропаев, Николай Иванович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 87 с. : ил.

Предисловие
Представляемая диссертация появилась в результате выполнения научно-исследовательской работы (НИР) Отдела Физики Высоких Энергий (ОФВЭ) Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ). Работа явилась завершением усилий большой группы людей, объединившихся в международную коллаборацию (Россия, США, Швейцария, Австрия, Германия, Бельгия) в 1987 году для изучения физики мезоатомных процессов и, в частности, физики мюонного катализа dd и dt синтеза. Основой экспериментальной установки стала спектрометрическая многоанодная ионизационная камера высокого давления с сеткой (ИК), созданная в Ленинградском институте ядерной физики (ЛИЯФ) в период 1980-1983 годов. Работа ИК была опробована на ускорителе ЛИЯФ при изучении мюонного катализа в различных смесях изотопов водорода и продемонстрировала свои уникальные возможности, которые заключаются в 100% эффективности регистрации заряженных частиц, хорошем энергетическом разрешении ~ 50 кэВ и в возможности выделять объем остановок мюона в чувствительной области ИК с точностью ~ 10~4. Уникальная установка в сочетании с самым интенсивным в мире пучком Швейцарской мезонной фабрики дали возможность изучения процесса поглощения отрицательного мюона ядром гелия на качественно новом уровне. Измерения были выполнены летом 1993 г. на пучке цЕА канала ускорителя Paul Sherrer Institut (PSI) в Швейцарии. Результаты настоящей работы докладывались на четырех международных конференциях [1, 2, 3, 4] и опубликованы в работах [5, б, 7].
Предлагаемая диссертация состоит из 5 глав, которые включают в себя 12 таблиц и 24 рисунка. Первая глава (Введение) посвящена обзору теоретических и экспериментальных работ в области поглощения мюона ядрами. Во второй главе описывается установка, которая была разработана и создана специально для проведения этого эксперимента. В третьей главе описывается методика работы с флаш-ADC (FADC) и логика отбора полезных событий для статистического анализа. В четвертой главе подробно излагается статистический анализ экспериментальных данных и приводятся полученные результаты. Здесь же приведены вычисления поправок и ошибок к значению скорости поглощения. В пятой главе подводится итог выполненной работы: приводятся результаты теоретического анализа данных эксперимента и выдвигаются пункты диссертации для защиты.
Основные усилия автора были сосредоточены на разработке анодного блока ИК, на проведении сеансов набора данных на пучке, на разработке методики отбора полезных событий, набранных в эксперименте, на анализе данных и получении результатов, приведенных в работе. Основные принципы отбора полезных событий с многоанодной ИК были развиты автором в работе по мюонному катализу [8], на основании оригинальной работы [9].

Содержание
1 Обзор теоретических и экспериментальных результатов исследования процесса поглощения мюона ядрами
1.1 Теория
1.1.1 Поглощение мюона протоном
1.1.2 Поглощение /Г ядром 3Не
1.1.3 Кинетика мезоатомных процессов в газообразном гелии
1.2 Эксперименты
1.2.1 Поглощение мюона протоном
1.2.2 Поглощение мюона ядром гелия
1.2.3 Поглощение мюона тяжелыми ядрами
1.3 Постановка задачи
2 Описание экспериментальной установки
2.1 Детекторы
2.2 Электроника
3 Анализ информации с ИК и отбор полезных событий
3.1 Отбор событий, во время эксперимента
3.2 Анализ информации с ТАБС
3.2.1 Цифровая фильтрация шумов
3.2.2 Выделение сигналов на фоне шума
3.3 Отбор событий, набранных в эксперименте
4 Статистический анализ отобранных событий
4.1 Определение скорости поглощения 1-Г ядром 3Не по каналу
образования тритона,
4.2 Вычисление поправок к А(
4.3 Определение точности измерения Аг
4.3.1 Статистические ошибки
4.3.2 Систематические ошибки
4.3.3 Вычисление скоростей процессов кинетики
4.4 Определение скорости поглощения мюона ядром 3Не по каналам развала ядра А&

4.4.1 Определение фона случайных совпадений
4.4.2 Результаты анализа событий развала ядра 3Не
4.5 Определение скорости поглощения мюона ядром 4Не
5 Обсуждение результатов

V X о

Время ( 1 канал = 10 не )
Рисунок 3.4: Распределение длительностей первых сигналов (от мюона) на основном аноде (сплошная линия) и на предыдущем к нему аноде (пунктирная линия).