Физика периферических взаимодействий при столкновении релятивистских тяжелых ионов

• Автор: Чикин, Константин Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 93 с.

Введение
Глава1 Инклюзивная генерация мезонов в периферических сильных взаимодействиях ядер
1.1 Расчет ядерного взаимодействия по модели 1'КП ТОР
1.2 Распределение по параметру удара в ядерном
столкновении
1.3 Обрезания по поперечному импульсу
1.4 Выделение периферических соударений ядер
1.5 Выводы
Глава2 Двухфотонная физика при больших параметрах удара
2.1 Описание основных процессов
2.2 Эквивалентный спектр фотонов
2.3 Рождение одиночных мезонов в слиянии фотонов
2.4 Инклюзивное сечение рождения пионов как сумма эксклюзивных сечений
2.5 Фотоядерный процесс
2.6 Сравнение разных механизмов рождения пионов
2.7 Выводы
Глава3 у-излучение возбужденных ядерных уровней в периферических взаимодействиях релятивистских тяжелых ионов
3.1 Введение
3.2 Формализм
3.2.1 Вторичное гамма-излучение ядер
3.2.2 Возбуждение дискретных ядерных уровней
в квазиупругом рассеянии электрона
3.2.3 Возбуждение ядра электронами и позитронами
в периферическом взаимодействии
релятивистских тяжелых ИОНОВ
3.2.4 Возбуждение дискретных уровней ядер в периферическом сильном взаимодействии 2-х ядер
3.3 Энергетические и угловые распределения вторичных фотонов
3.4 Выводы
Глава4 Моделирование углеродного поляриметра
4.1 Введение
4.2 Описание программы
4.2.1 Блок взаимодействия
4.2.2 Блок трековой системы
4.2.3 Процедуры, моделирующие р ^ С рассеяние.
4.2.3.1 Упругий канал.
4.2.3.2 Моделирование квазиупругого взаимодействия
4.2.3.3 Неупругий канал реакции
4.2.3.4 Дифракционный канал взаимодействия
4.2.3.5 Обменный канал взаимодействия
4.3 Настройка программы
4.4 Моделирование р ^ С рассеяния при
энергиях 0.1-1 ГэВ
4.5 Оптимизация поляриметра
4.6 Выводы
Заключение
Список литературы
Введение
Диссертация посвящена исследованию периферических взаимодействий ядер при энергии до 7 ТэВ на пару нуклонов на коллайдере LHC(CERN). Периферические столкновения ядер происходят при больших значениях прицельного параметра b между центрами ядер, превышающем сумму радиусов ядер, b > (R + R2) (см. рис. 1). Основное внимание в работе уделено взаимодействию электромагнитных полей сталкивающихся ядер (так называемой двух-фотонной физике).
Ядро-ядерные эксперименты в настоящее время изучаются в целом ряде экспериментов на ускорителях: нуклотрон в ОИЯИ, SpS ускоритель в CERN’e работают в режиме выведенных пучков, когда ускоренные ядра направляются на неподвижную мишень. Недавно введенный в строй ускоритель RHIC (BNL, США) работает в коллайдерном режиме. Строящийся в CERN’e большой адронный ускоритель LHC также будет работать в коллайдерном режиме. В нем будут ускоряться разные ядра от протонов до свинца.
В работе рассматриваются процессы, которые будут происходить в АА-соударениях на ускорителе LHC с использованием установки компактный мюопный соленоид (CMS LHC). При соударениях ядра с ядром могут происходить разные процессы в зависимости от параметра удара Ь. Можно рассматривать центральные соударения в области b < 1/2Ял, где главным образом реализуются сильные взаимодействия. В области l/2i?4 < b < 3/2 Ra, которую назовем полу центральной, могут происходить как сильные взаимодействия, так и фотоядерные процессы. При параметрах удара 3/2Ra < b < 2Ra реализуются как фотоядерные (7А), так и мчистые" электромагнитные (77)взаимодействия. Если выбрать параметр удара b > 2Ra, то можно ожидать, что эта область будет обогащена "чистыми" электромагнитными процессами. Естественно, что при столкновении ядер чаще происходят соударения с большим параметром удара: b = 10 — 16 фм для РЬРЬ (рис. 2).
При центральных столкновениях тяжелых ионов (0 < b < 1/2Ra) возникают условия для формирования очень горячей и плотной ядер-ной материи. В таких соударениях реализуется максимальная плотность энергии. Это создает наилучшие условия для формирования кварк-глю-онной плазмы. Цель будущих экспериментов на LHC в CERN и RHIC в Брукхейвенской Национальной лаборатории — исследовать фазу перехода адронной материи при высоких ядерных плотностях в кварк-глюонную плазму. Как ожидается, плазма может быть создана при таких

Рис. 10: Распределения по быстроте 7Г° от взаимодействия ядер свинца при энергии LHC. Гистограмма "1" показывает вклад в сечение от слияния 77 (см. текст). Сплошная линия на гистограмме "1" отражает инклюзивное сечение рождения пионов, пунктирная линия отражает эксклюзивное сечение рождения одного пиона. Гистограммы 112а", "2Ь" и "2с" показывают вклад от фотоядерного процесса, рассчитанный с помощью программы RELDIS. Результаты программы FR.ITIOF для периферических взаимодействий РЬРЬ с параметром удара b > 15.5 фм представлены точками "За", "ЗЬ" и "Зс". Распределения с меткой "а" показывают результаты расчетов без обрезания по поперечному импульсу pt. Метка "Ь" соответствует отбору событий где полный поперечный импульс вторичных 7г° | < 75МэВ/с. Метка
"с" соответствует отбору событий, где |pt < 75 МэВ/с для каждого пиона, включая
7Г°, 7Г+ И 7Г-.