Поляризация Л и Л гиперонов в эксперименте Compass (CERN)

• Автор: Алексахин, Вадим Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 188 с. : ил.

АННОТАЦИЯ
В работе представлены результаты новых измерений коэффициента продольной передачи спина от поляризованных мюонов в Л и Л гипероны. Представленные данные являются наиболее точными измерениями продольной передачи спина в Л и Л в ГНР в настоящее время. Измерены х и хр зависимости продольной передача спина, которые оказались различными для Л и Л гиперонов. Набор данных производился экспериментом COMPASS (CERN/SPS) с использованием пучка поляризованных мюонов с энергией 160 ГэВ, рассеивавшихся на поляризованной мишени 6LiD. В работе приводится подробное описание установки, пакета моделирования ГНР событий и алгоритмов геометрической реконструкции событий. Результаты физического анализа находятся в согласии с измерениями предыдущих экспериментов. Сравнение с теорией показывает, что передача спина в Ä гипероны, существенно зависит от распределения антистранного кварка s(x), точные измерения передачи спина в Л дают важную информацию о распределении антистранного кварка s(x) в нуклоне.

ГЛАВА 1. Введение
1.1 Глубоко-неупругое рассеяние и странность в нуклоне
1.1.1 Кинематические переменные
1.2 Кварк-партонная модель нуклона
1.3 Внутренняя странность нуклона
1.3.1 Вклад странных кварков в массу нуклона
1.3.2 Вклад странных кварков в электрический и магнитный формфакторы нуклона
1.3.3 Разница между s(x) и з(ж)
1.3.4 Поляризация странных кварков
1.4 Продольная поляризация А и А гиперонов в глубоко-неупругом
рассеянии
1.4.1 Странность нуклона и измерение поляризации А и А гиперонов
в fiN глубоконеупругом рассеянии
1.4.2 Поляризованная странность в нуклоне
1.4.3 Модель поляризованной внутренней странности
1.4.4 Спиновая структура А и А гиперонов
1.4.5 Предсказания: поляризация А и А в лептон-нуклонном ГНР
1.5 Обзор существующих данных
ГЛАВА 2. Эксперимент COMPASS
2.1 Описание спектрометра COMPASS
2.1.1 Мюонный пучок
2.1.2 Поляризованная мишень
2.1.3 Координатные детекторы
2.1.4 Магниты
2.1.5 Адронные калориметры
2.1.6 RICH
2.1.7 Триггер
2.2 Моделирование событий в эксперименте COMPASS
2.2.1 Моделирование полуинклюзивных реакции
2.2.2 Моделирование экспериментальной установки COMPASS
2.3 Реконструкция событий в эксперименте COMPASS
ГЛАВА 3. Анализ данных
3.1 Идентификация А и А
3.2 Сравнение распределений А и А по кинематическим переменным
в данных и МС
3.2.1 Настройка функций фрагментации
3.2.2 Процедура взвешивания
3.3 Результаты измерения поляризации А и А гиперонов
3.3.1 Вычисление передачи спина
3.3.2 Зависимости передачи спина от хр и х
3.3.3 Оценка систематических ошибок
3.3.4 Роль взвешивания
3.3.5 Ограничение интервала углового распределения cosdx < 0
ГЛАВА 4. Заключение и выводы
4.1 Сравнение с другими экспериментами и предсказаниями теории
4.2 Выводы
ПРИЛОЖЕНИЕ А
А.1 Метод получения функций распределения странных партонов
А. 1.1 Функции фрагментации
А.2 SU(6) кварковая модель

Коллаборация STAR в RHIC [11] измерила продольную передачу спина в А и А в столкновения поляризованных протонов с энергией в центре масс yfs = 200 GeV. Набор данных включает 30000 А и 24000 Ä. Измерение было ограничено узкой центральной областью быстрот (|r/| < 1) со средним значением хр = Т.5 • 10_3. Было обнаружено, что передача спина, как для А, так и для Ä, сравнима с нолем.
е+е~ аннигиляция на пучке LEP
Интерес к измерению поляризации А гиперонов в е+е“ аннигиляции при энергиях Z0 вызван тем, что стандартная модель предсказывает высокую степень поляризации кварков и антикварков, рожденных в распаде Z°: Ps = Pd = —0.91, Pu = Рс ~ —0.67 [77]. Таким образом, реакция е+е~ —> Z0 —> qq представляет собой источник поляризованных кварков, с помощью которых можно изучать динамику передачи спина в процессе адронизации. Измерения поляризации А гиперонов проводились в экспериментах ALEPH [78] и OPAL [79] на пучке LEP в ЦЕРНе. ALEPLI нашел, что Р£ = —0.32Т0.07 при г = рк/рьеат > 0.3, OPAL измерил Р£ = —0.329Т0.055 при хр = 2Ел/fs > 0.3. Экспериментальные измерения двух коллабораций согласуются друг с другом в пределах ошибок.
Зависимость Рр от доли энергии пучка, уносимой А гипероном также была исследована в этих экспериментах (см. рис. 1.15, 1.16). Полученные данные лучше всего описываются предсказаниями 517(6) кварковой модели, согласно работе Густафсона и Хаккинена [72]. Однако, согласно расчетам, сделанным в работе [62], интерпретация данных неоднозначна. При учете возможности передачи поляризации от и и о! кварков, а также, предполагая, что А гипероны, рожденные не из первоначальной qq пары, могут быть поляризованы, авторы [62] заключают, что при больших г все модели согласуются с измерениями ALEPH и OPAL, тогда как при малых л модель ВJ даже лучше описывает данные, чем SU(6) кварковая модель. Тем не ме-