Поиск нарушения Т-инвариантности в распаде К + → π о μ + ν с использованием CsI(TI) калориметра в качестве детектора нейтральных пионов

• Автор: Ивашкин, Александр Павлович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Чувствительность распада к нарушению Т-инвариантности
1.1 Теоретические аспекты распада
1.2 Величина Т-нечетной поляризации мюона в различных теоретических
моделях
1.2.1 Стандартная модель
1.2.2 Модель с тремя хиггсовскими дублетами
1.2.3 Суперсимметричная модель со смешиванием поколений скварков
1.2.4 Лептокварковая модель
1.3 Экспериментальная ситуация в измерении Т-нарушения в Къ распаде
1.3.1 Эксперименты с нейтральными каонами
1.3.2 Эксперименты с положительными каонами
2 Экспериментальный метод
2.1 Принцип работы экспериментальной установки
2.2 Принцип измерения Т-нечетной поляризации
2.3 Особенности эксперимента с остановившимися каонами
2.4 Экспериментальная установка
2.4.1 Пучок положительных каонов
2.4.2 Черенковский счетчик
2.4.3 Сверхпроводящий тороидальный спектрометр
2.4.4 Активная мишень и кольцевой годоскоп
2.4.5 Детектор нейтральных пионов
2.4.6 Мюонный поляриметр
2.4.7 Электронный триггер іГм3 распада
2.4.8 Система сбора экспериментальных данных

3 Сэ1(Т1) электромагнитный калориметр (детектор нейтральных пионов)
3.1 Требования к электромагнитному калориметру
3.2 Конструктивное исполнение
3.3 Устройство и съем сигнала с Сз1(Т1) модулей
3.4 Методы получения Сз1(Т1) модулей с высоким световыходом
3.5 Обеспечение долговременной стабильности параметров электромагнитного калориметра
3.6 Параметры Св1(Т1) модулей при низких энергиях
3.7 Испытание прототипа калориметра на пучках электронов и меченных
фотонов
3.8 Характеристики калориметра в реальном эксперименте
3.8.1 Электронные шумы
3.8.2 Спектрометрические параметры
3.8.3 Временное разрешение
3.9 Сравнительный анализ С81(Т1) калориметров
4 Идентификания К3 распада в исходных экспериментальных данных
4.1 Основные принципы анализа
4.2 Определение характеристик зарегистрированных частиц
4.2.1 Идентификация каона
4.2.2 Импульсный анализ заряженных частиц
4.2.3 Анализ событий в электромагнитном калориметре
4.3 Подавление фоновых процессов
4.3.1 Кж2 и Кц2 моды распада
4.3.2 Ке3 рапад и фон в поляриметре
. 4.3.3 Подавление распадов каонов на лету
4.3.4 Критерии, используемые при отборе Ки3 событий
5 Анализ распада
5.1 Определение экспериментальной чувствительности к Рт
5.1.1 Оптимизация кинематической области 7Гмз распада для событий с двумя фотонами
5.1.2 Оптимизация кинематической области Кз распада для событий с одним фотоном

5.1.3 Геометрический фактор ослабления и случайный фон в электромагнитном калориметре
5.1.4 Анализирующая способность поляриметра
5.2 Систематические ошибки
5.2.1 Влияние азимутальной асимметрии экспериментальной установки114
5.2.2 Вклад Т-четных компонент поляризации
- 5.3 Результаты анализа
5.4 Обсуждение полученных результатов
5.4.1 Ограничение на модель с тремя хиггсовскими дублетами
5.4.2 Ограничение на суперсимметричную модель со смешиванием
поколений скварков
5.4.3 Ограничение на лептокварковую модель
Заключение
Литература

1. Надежная идентификация каонов с импульсами 600-700 МэВ/с при наличии интенсивного (в 6-10 раз выше потока каонов) фона от заряженных пионов, поскольку сигнал от каона в пучке должен быть включен в триггер для идентификации дальнейшего распада каона в активной мишени.
2. Минимальная вероятность ложной идентификации пиона как каона, что приводит к запуску ложного триггера и увеличению мертвого времени системы сбора экспериментальных данных.
3. Регистрация заряженных пионов во вторичном пучке. Данная информация необходима при оптимизации параметров магнитных элементов канала с целью получения максимальной интенсивности каонов и минимального содержания пионов. Информация о случайных совпадениях каонов с пионами в падающем пучке может быть весьма полезной при анализе экспериментальных данных и подавлении фона от заряженных частиц.
4. Для уменьшения потерь каонов из-за распадов налету экспериментальная установка размещена в непосредственной близости от пассивной защиты (коллиматора) на выходе каонного канала. Поэтому неоходимым требованием к черенковскому счетчику является компактность и возможность его размещения внутри детектора нейтральных пионов (рис. 2.1).
5. Стабильность параметров счетчика в течение нескольких лет работы экспериментальной установки.
Принцип идентификации каонов и пионов
Для решения поставленных задач используется черенковский счетчик полного внутреннего отражения [57]. Основной принцип работы данного детектора состоит в разделении каонов и пионов по типу поведения излучения в радиаторе (отражение или преломление) в зависимости от угла конуса черенковского излучения и был впервые предложен в работе [3].
Как известно, угол излучения (черенковский угол) зависит от скорости частицы те и коэффициента преломления света в радиаторе те:
где /3 = те/с. В зависимости от величины черенковского угла излучение преломляется на поверхности радиатора или отражается, если данный угол больше критического угла 9с, где
вгп9с