Дифференциальные сечения реакций π + А → К s0 + Х, К + А → К0 , К * (892)0 + Х при 11,2 ГэВ и методы измерения характеристик калориметрического комплекса эксперимента АТЛАС

• Автор: Кульчицкий, Юрий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 170 с. : ил

Содержание
0.1 Введение
1 Глава I. Спектрометр ГИПЕРОН
1.1 Постановка эксперимента
1.2 Разрешение способности спектрометра
1.3 Анализ экспериментальных данных
1.4 Эффективность регистрации событий
1.5 Спектры эффективных масс
1.6 Выводы к главе
2 Глава II. Инклюзивное образование каонов в hA- взаимодействиях
2.1 Сечения процессов 7Г+ + А —> К° + X
2.2 Сечения процессов К+ + А —> АГ*(892)°, А"0 + X
2.3 Выводы к главе II
3 Глава III. Адронизация s-кварка в процессах h+ + А —» К0, К*(892)° + X
3.1 Модель кварк-глюонных струн
3.1.1 Расчет для реакций К+ + р, А —> К0 + X
3.1.2 Расчет для реакций д+ + А —»• AT0 + X
3.2 Модель “экранирования цвета”
3.2.1 Расчет для реакций К+ + А —» А'°(892)*, К0 + X
3.3 Выводы к главе III
4 Глава IV. Адронная калориметрия эксперимента АТЛАС
4.1 Калориметрический комплекс
4.2 Физические требования к калориметрии
4.3 Адронный tile калориметр
4.4 Регистрация заряженных адронов
4.5 Выводы к главе IV
5 Глава V. Характеристики адронного tile калориметра
5.1 Прототип адронного калориметра
5.1.1 Энергетические спектры пионов
5.1.2 Энергетическое разрешение и линейность
5.1.3 Нескомпенсированность адронного калориметра
5.1.4 Утечки адронного ливня
5.2 Модуль 0 адронного калориметра
5.2.1 Реконструкция энергий пионов
5.2.2 Энергетическое разрешение для пионов

5.2.3 Критерии разделения пионов и электронов
5.2.4 Реконструкция энергии электронов
5.2.5 Энергетическое разрешение для электронов
5.2.6 e/h отношение для модуля
5.3 Выводы к главе V
6 Глава VI. Развитие адронного ливня
6.1 Адронный ливень
6.2 Метод измерения радиального профиля
6.3 Поперечное развитие адронного ливня
6.3.1 Радиальная плотность энергии ливня
6.3.2 Радиальные размеры ливня
6.4 Продольный профиль адронного ливня
6.5 Трехмерная параметризация адронного ливня
6.6 Электромагнитная часть адронного ливня
6.7 Выводы к главе VI
7 Глава VII. Характеристики калориметрического комплекса
7.1 Комбинированный калориметр
7.2 Измерение энергий электронов
7.3 Измерение энергий адронов
7.4 e/h метод реконструкции энергии
7.5 Нескомпенсированность электромагнитного калориметра
7.6 Энергетическая линейность в e/h методе
7.7 Продольное развитие адронного ливня
7.8 Угловое разрешение
7.9 Утечки энергии ливня
7.10 Выводы к главе VII
8 Заключение
9 Литература

0.1 Введение
В начале 80-х на установке ГИПЕРОН были начаты наши исследования дифференциальных сечений адрон-ядерных взаимодействий, направленные на изучение проявлений КХД эффектов. Уже тогда было понятно, что полученные результаты по адрон-ядерным взаимодействиям будут представлять интерес и для исследования адронных ливней, которые являются физической основой всей адронной калориметрии. Диссертационная работа обобщает наиболее существенные результаты 1980 - 2000 годов, полученные автором в завершенном исследовании в области адрон-ядерных взаимодействий и развитии методов прецизионной адронной калориметрии в экспериментах нового поколения на ускорителях ТэВ-ного диапазона. В первой части диссертации содержатся данные, в том числе полученные впервые, о процессе адронизации в-кварка в 7г+, 1Г+-рассеянии на ядрах в области фрагментации налетающего мезона. Ряд этих результатов остаются и в настоящее время единственными сведениями в указанной области. Вторая часть диссертации включает полученные автором результаты экспериментального исследования пространственного развития адронного ливня и важных свойств калориметрического комплекса эксперимента АТЛАС с применением новых методов анализа информации, поступающей с адронных и комбинированных, состоящих из электромагнитной и адронной частей, калориметров.
Уникальную возможность для получения недоступной в адрон-адронных взаимодействиях информации о пространственно-временной структуре сильных взаимодействий и о цветовой структуре адронов предоставляет изучение адрон-ядерных взаимодействий. Изучение эффектов времени формирования адрона возможно при использовании ядра, как совокупности ну-клонных мишеней, поскольку характерное время сильных взаимодействий составляет порядка одного ферми.
Для описания процессов происходящие при столкновении адронов с ядрами, как правило, используется теория многократных перерассеяний Глаубе-ра-Ситенко [1, 2], в которой предполагается независимость последовательных взаимодействий адронов с нуклонами ядра. В КХД попытки строгого описания периферийных или, как их называют, “мягких” адронных процессов наталкиваются на нерешенную проблему больших расстояний. Поэтому создаются различные феноменологические модели, использующие идеи КХД, которые при определенных упрощениях позволяют понять основные закономерности этих процессов. Волновые функции адронов определяются в потенциальных моделях, модели мешков, модели кварк-глюонных

Рисунок 2.3: Измеренные значения а(ж/) в тг+А (•) и К+А (■) - взаимодействиях и данные при 100 ГэВ для реакций (2.6) (о) и (2.7) (□).
2.2 Сечения процессов К+ + А —» К*{892)°, К0 + X
В результате анализа экспериментальных данных получены дважды-дифференциальные сечения d2a/(fixfdp^)(мбн/(TэB/c)2) для процессов инклюзивного образования К0- К* (892)°-мезонов в К+А-взаимодействиях в области фрагментации пучкового каона (0.4 < Xf < 1, pt < 0.5 ГэВ/с) [34, 37]. Систематические погрешности, связанные в основном с неопределенностями в величине эффективности триггера и в выборе фонового распределения, оцениваются в 30 %3. Были определены инвариантные дважды-дифференциальные сечения
ные в заданных интервалах изменения pt^a ж/, соответственно. В таблицах
2.2 и 2.3 приведены дваждыдифференциальные сечения Fixf.pt) реакций (3) и (2). Полученные данные реакций (2) хорошо описываются функцией
Что касается реакций (3), то при малых значениях рг в области х.у > 0.8 наблюдается рост инвариантных сечений, связанный с процессом дифракционного образования ДГ* (892)°7г-с.истемы. При р* > 0.2 ГэВ/с характер поведения Fixf.pt) приобретает вид также описываемый зависимостью (2.9) с п ~ 0.2.
3В дальнейшем на рисунках приводятся статистические погрешности.
(2.8)
а также инвариантные сечения Р[х/) и сечения (1а/(1р. проинтегрирован-