Ширина φ-мезона в ядерной материи

• Автор: Полянский, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 86 с. : ил.

1 Введение
1.1 Векторные мезоны и квантовая хромодинамика
1.2 Теоретические предсказания модификации свойств 0-мезона в
ядерном веществе
1.3 Экспериментальные методы исследования ширины ф-мезона в
ядерной среде
1.3.1 Исследование спектральной формы линии
1.3.2 Исследование А-зависимости сечения рождения 0-мезонов
1.4 Мотивация эксперимента
2 Постановка эксперимента
2.1 Спектрометр ANKE
2.2 Детекторные системы
2.2.1 Детектор положительно заряженных частиц
2.2.2 Детектор отрицательно заряженных частиц
2.2.3 Передний детектор
2.3 Электроника и система записи данных
3 Анализ данных
3.1 Выделение 0-мезонов
3.1.1 Идентификация А+-мезонов
3.1.2 Идентификация К+К~-пар
3.2 Эффективности
3.2.1 Эффективность восстановления треков
3.2.2 Эффективность регистрации А+-мезонов телескопами ПД
3.2.3 “Мертвое время” системы записи данных
3.2.4 Геометрическая эффективность регистрации 0-мезона
3.3 Определение отношения R сечений образования 0-мезонов
3.3.1 Числа рожденных ф- и 7Г+-мезонов
3.3.2 Относительная нормировка
3.3.3 Погрешности определения отношения R
3.3.4 Импульсная зависимость отношения R

3.4 Сечение рождения ^-мезонов в аксептансе спектрометра
3.4.1 Вычисление сечения рождения ^мезонов
3.4.2 Абсолютная нормировка
3.4.3 Определение погрешности абсолютного сечения
4 Интерпретация экспериментальных данных
4.1 Интерпретация интегрального отношения Я
4.2 Интерпретация импульсной зависимости отношения Я
А Эффективности регистрации ЛГ+-мезонов телескопами
В Альтернативный метод извлечения ширины с^-мезона

Глава
Изучение свойств адронов в барионной среде в настоящее время является предметом активной теоретической и экспериментальной деятельности (см. обзоры [1, 2]). Исследование этих явлений входит в физические программы ведущих лабораторий мира (GSI, JLab, COSY, SPring-8, AGS, SPS CERN, RHIC, LHC, J-PARC, FAIR, ОИЯИ). Всеобщий интерес к этой проблеме мотивирован ожидаемой связью модификации свойств адронов в среде со спонтанным нарушением киральной симметрии. Эффекты изменения масс и ширин адронов в горячей и/или плотной ядерной материи предсказаны в моделях с киральными лагранжианами, скейлингом Брауна-Po, правилами сумм квантовой хромодинамики (КХД) и расчетами на решетках. Кроме того, изучение этих явлений может дать ценную информацию о свойствах самой ядерной материи: уравнении состояния, ее кварк-глюонной фазе и каонном конденсате. Знание этих свойств крайне важно для понимания таких фундаментальных вопросов КХД и астрофизики, как наличие киральной симметрии лагранжиана КХД и ее частичное восстановление не только в сверхплотной ядерной материи, но уже при обычной ядерной плотности, эволюция ранней Вселенной и строение нейтронных звезд. Изучение эффектов среды интересно еще и потому, что оно может дать, в частности, новую количественную информацию о непертурбативном режиме КХД. Однако, следует отметить, что такие эффекты могут быть следствием стандартных многочастичных адронных взаимодействий, не связанных с партонной структурой адронов.
Среди легких векторных мезонов (р, ш, ф) особенно интересным представляется изучение рождения 0-мезонов как в ядро-ядерных, так и в

Ep [GeV]
Рис. 3.12: Зависимость показателя степени aж от энергии протонного пучка Ер и ее линейная аппроксимация. Ширина затененной области соответствует одному стандартному отклонению (1er) величины ап от аппроксимирующей прямой. Стрелкой указана энергия протонов в выполненном эксперименте.
стоп-счетчика № 13 на ядре с массовым числом А к ядру углерода.
3.3.2 Относительная нормировка
Как видно из уравнения (3.9), для вычисления отношения R достаточно определить показатель степени ап A-зависимости отношения сечений рождения 7г+-мезонов на ядрах. Для этого мы параметризовали имеющиеся экспериментальные данные [68, 69, 70] степенной функцией вида а = одА“* при семи энергиях налетающего протонного пучка в интервале 1 — 5.6 ГэВ, поскольку дифференциальные сечения инклюзивного рождения 7г+-мезонов протонами на ядерных мишенях не измерены при энергии выполненного эксперимента 2.83 ГэВ. Зависимость полученных значений параметра аж от энергии хорошо описывается линейной функцией (рис. 3.12), которая при энергии 2.83 ГэВ дает значение а„ = 0.38 ± 0.02. Комбинирование этого значения с числом зарегистрированных тг+-мезонов для каждой из мишеней относительно углерода (см, уравнение (3.9)) позволяет найти нормированное на светимость отношение чисел зарегистрированных ф-мезонов.