Экспериментальная оценка сечения образования очарованных частиц в pp-взаимодействиях при 70 ГэВ/с на установке СВД

• Автор: Кубаровский, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 100 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Современное состояние проблемы рождения открытого чарма в адронных взаимодействиях
1.1 Основные механизмы образования сс-кварков в адронных взаимодействиях
1.2 Полные сечения образования очарованных частиц
1.3 Дифференциальные распределения
1.4 Корреляции в рождении очарованных частиц
1.5 Модель ’’внутреннего чарма”
1.6 Заключение
2 Методика обработки фильмовой информации в эксперименте Е
2.1 Спектрометр с Вершинным Детектором
2.2 Просмотр фотоснимков с БЦПК
2.3 Измерения треков и их анализ в
плоскости снимка
2.4 Пространственная реконструкция треков в
рабочем объеме БЦПК
2.5 Заключение
3 Распознавание и реконструкция треков в магнитном спектрометре (’’метод переменного импульса”).
Точностные характеристики установки СВД
3.1 Введение
3.2 Принцип метода поиска и реконструкции треков
3.3 Реализация метода для анализа данных с СВД-установки
3.4 Точность определения координат
3.5 Точность определения углов

3.6 Импульсное разрешение спектрометра
3.7 Эффективность регистрации пионов спектрометром
3.8 Распределение по эффективным массам
3.9 Заключение
4 Экспериментальная оценка сечения образования очарованных частиц в рр-взаимодействиях при 70 ГэВ/с
4.1 Моделирование событий методом Монте-Карло и критерии отбора событий
4.2 Экспериментальные результаты
4.3 Определение полного сечения а(сс.)
4.4 Средние значения импульсных переменных
О- мезонов
4.5 Сравнение результатов эсперимента Е-161 с данными других экспериментов
Заключение
Список рисунков
Список таблиц
Библиография

Введение
Эксперименты по рождению и изучению свойств очарованных частиц ведутся на крупнейших ускорителях мира, в частности, результаты, полученные на ускорителях ЦЕРН и ФНАЛ при энергиях выше 200 ГэВ, в основном неплохо согласуются с предсказаниями пертурбативной квантовой хромодинамики (КХД).
Однако в околопороговой области (рь « 70ГэВ) энергий ситуация иная. В силу ряда причин, приводящих к необходимости коррекций пертурбативной КХД вблизи порога, а также непертурбативных эффектов, связанных с возможным механизмом ’’внутреннего очарования” и с особенностями фрагментации, характеристики сс-рождения могут существенно меняться, что представляет значительный интерес для теории КХД.
До начала подготовки данного эксперимента при энергиях ускорителя Института физики высоких энергий (70 ГэВ) имелись первые результаты по образованию очарованных частиц в экспериментах двух типов: в эксперименте на спектрометре БИС, в котором идентификация регистрируемых частиц проводилась с помощью черенковского счетчика или по измерению их эффективных масс, а также в так называемом ” Ьеат-битр” эксперименте с использованием нейтринного канала и установки, регистрирующей ’’прямые” заряженные лептоны от полулептонных мод распада очарованных адронов. Следует отметить, что в этих экспериментах вершина распада короткоживущих адронов не регистрировалась. В указанных экспериментах были получены аномально большие сечения рождения очарованных адронов, величины которых лежали в интервале (5 ~ 50) мкбн. Именно эти результаты являлись одним из существенных аргументов в пользу постановки нового эксперимента.
В середине 80-х годов сотрудничеством институтов ИФВЭ-НИИЯФ МГУ-ОИЯИ-ТГУ был предложен эксперимент Е-161 по изучению рождения очарованных частиц в пучке протонов ускорителя У-70 с использованием вершинного детектора (установка СВД - Спектрометр с Вершинным Детектором). Настоящая диссертация посвящена результатам первого этапа исследований образования очарованных частиц в протон-протонных взаимодействиях, в котором в качестве вершинного детектора использовалась быстроци-

В качестве прецизионного вершинного детектора на первом этапе эксперимента была использована жидководородная быстроциклирующая пузырьковая камера (БЦПК). Для обеспечения повыщенной плотности треков ( 100пуз./см) корпус этой камеры был сделан ’’чистым”. Он представлял из себя параллепипед с длинной (вдоль пучка) 150 мм, глубиной 50 мм и высотой 200 мм, изготовленный целиком из органического материала ЬЕХАИ за исключением металлических вводов трубок. Расширение рабочего объема осуществлялось за счет хода мембран, выполненных в форме двух круговых утоныне-ний в лексановых боковых стенках корпуса камеры, расположенных непосредственно над фотографируемым объемом высотой 70 мм. Мембраны управлялись поршнями системы расширения, двигающимися в противоположные от корпуса камеры стороны. Такая оппо-зитная система расширения позволяла практически полностью избежать смещения корпуса камеры в цикле расширения и обеспечивала устойчивую работу камеры с частотой 30-40 Гц в течение медленного вывода протонного пучка из ускорителя У-70 (около 1 с). Рабочий обьем камеры фотографировался по принципу ’’светлого поля” на 50 мм непер-форированную пленку двумя объективами высокого разрешения в масштабе 1:1. Из-за необходимости фотографировать пузырьки 020мм, глубина резкости составляла около 2 мм. Для уменьшения размеров изображения пузырька на пленке, камера освещалась импульсным эксимерным лазером с переизлучателем на красителе кумарин-30. Протяжка пленки осуществлялась быстродействующим фоторегистратором, работающим с частотой до 15 Гц, который был специально разработан для использования в составе БЦПК [52]. В качестве основного хладогента в системе термостатирования БЦПК использовался гелий, что позволило уменьшить обьем жидкого водорода в камере до 1.1 л.
В связи с малой глубиной резкости фотографирования, камера облучалась ’’ленточным” пучком, высота которого в рабочем обьеме камеры составляла 40 мм и ширина менее 2 мм, сформированным каналом N22. Для исключения фона частиц, пришедших не в момент максимальной чувствительности камеры, пучок импульсно подавался на камеру только в течении 50 мкс синхронно с достижением минимума в цикле сброса давления. Для обеспечения такого импульсного режима работы, на трассе канала была поставлена специальная система модуляции интенсивности пучка (СМИП) [53], которая состояла из постоянного отклоняющего магнита и двух быстрых импулсьных кикер-магнитов. Основное время пучок был отклонен постоянным магнитом со своей трассы вниз на несколько мм и поглощался в ’’щеке” коллиматора, а в нужный момент выводился на камеру с помощью первого кикер-магнита, работающего с частотой расширения камеры (30-40 Гц). После прохождения через камеру нужного числа пучковых частиц (обычно около 30)