Изучение образования нейтральных мезонов в π-ρ-взаимодействии в области энергий P11-, S11-, D13-резонансов

• Автор: Козленко, Николай Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Гатчина
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание
1 Введение; мотивация данного эксперимента, теоретическое обоснование.
1.1 Цель работы
1.2 Мотивация данного эксперимента, теоретическое обоснование
1.2.1 Образование 7г°-мезона в реакции тт~р —»тг°п
1.2.2 Рождение ;;-мезона в реакции тс~р —> рп
2 Методика измерений и описание установки.
2.1 Ускоритель Alternating Gradient Synchrotron (AGS) Брукхевенской Национальной Лаборатории (BNL)
2.2 Описание линии С6/С8 ускорителя AGS
Брукхэйвенской Национальной Лаборатории
2.3 Общая схема установки эксперимента Е
2.4 Описание детектора "Crystal Ball", состоящего из 672 Nal кристаллов.
2.5 Мишени
2.5.1 Жидководородная мишень (LH2), использованная в 1998 г. . . .
2.5.2 Полиэтиленовая мишень (СН2), использованная в 2002 г
2.6 "Veto Barrel" сцинтилляционньте счётчики
2.7 Пучковые счётчики
2.8 Черенковскнй счётчик
2.9 Счётчики для измерения времени пролёта
2.10 Дрейфовые камеры
2.11 Радиационная защита установки и поглотитель пучка
3 Электроника и система сбора данных.
3.1 Введение
3.2 Электроника детектора "Crystal Ball"
3.3 Триггеры для запуска установки
3.4 Система сбора данных
4 Калибровка "Crystal Ball" детектора.
4.1 Введение
4.2 Калибровка с использованием источника 137Cs
4.3 Стабильность коэффициентов калибровки, полученных на источнике
137Cs
5 Обработка данных.
5.1 "Analyzer" - программа обработки данных
5.2 Программа поиска кластеров
5.3 Регистрация нейтронов в "Crystal Ball" детекторе
5.4 Расчёт аксептанса установки

6 Параметры пучка линии С6, для импульсов налетающих я~-мезонов от 547 МэВ/с до 747 МэВ/с.
6.1 Калибровка импульса пучка
6.2 Определение импульса налетающих пионов с использованием кинематики реакции я“р —»■ гп
6.3 Определение зависимости недостающей массы от вычисленной инвариантной массы г?-мезона
6.4 Моделирование корреляции ММ vs. Mmv методом Монте-Карло при использовании детектора "Crystal Ball" и сравнение с данными реального эксперимента
6.5 Дополнительные поправки к выполненной калибровке, вызванные близостью порога реакции я~р —» щ
6.6 Геометрические размеры пучка; примеси электронов и мюонов; импульсное распрсделиие пучка я~-мезонов линии Сб
7 Результаты измерения дифференциальных сечений для процесса тт~р —> я°п полученные на полиэтиленовой п водородной мишенях при импульсах налетающих -мезонов Р_- = 547, 600, 645, 675, 690, 703, 720, 732 и 747 МэВ/с.
7.1 Введение
7.2 Идентификация ~°-мезонов, зарегистрированных детектором "Crystal Ball"
7.3 Дифференциальные сечения реакции тг~р —> япп при импульсе налетающих "“-мезонов 720 МэВ/с
7.4 Дифференциальные сечения реакции —>• я°п при импульсе налетающих я“-мезонов 547 МэВ/с
7.5 Дифференциальные сечения реакции л~р —> тг°п при импульсе налетающих я~-мезонов 600 МэВ/с
7.6 Дифференциальные сечения реакции тг~р —> я°п при импульсе налетающих 7г“-мезонов 645 МэВ/с
7.7 Дифференциальные сечения реакции тт~р —► тг°п при импульсе налетающих тг~-мезонов 675 МэВ/с
7.8 Дифференциальные сечения реакции я~р —- тг°п при импульсе налетающих я~-мезонов 690 МэВ/е
7.9 Дифференциальные сечения реакции я~р —> я°п при импульсе налетающих я“-мезонов 703 МэВ/с
7.10 Дифференциальные сечения реакции тг~р —> я°т? при импульсе налетающих я~-мезонов 732 МэВ/с
7.11 Дифференциальные сечения реакции я~р — я°п при импульсе налетающих я“-мезонов 747 МэВ/с
7.12 Обсуждение полученных результатов измерения дифференциальных сечений для реакции я“р —► я°гг, сравнепие с предыдущими работами, выводы

8 Результаты измерения полных и дифференциальных сечений для
процесса я-~р —> г)п в диапазоне импульсов Рж- от 685 до 750 МэВ/с.
8.1 Результаты по полным сечениям процесса 7Г~р —» т}п при импульсах налетающих 7г_-мезонов Рк- — 687, 701, 713, 732 и 744 МэВ/с
8.1.1 Введение
8.1.2 Определение числа ^-мезонов, зарегистрированных детектором "Crystal Ball"
8.1.3 Вычисление полных сечений реакции тг~р —> -qn
8.2 Результаты измерения дифференциальных сечений для процесса 7г~р —> т]п при импульсах налетающих 7г~-мезонов 690, 703, 720, 732 и 747 МэВ/'c
8.3 Обсуждение полученных результатов для реакции тг~р —■> r/п, сравнение с предыдущими работами, выводы
9 Заключение

где Е - выделенная энергия, д - калибровочный коэффициент, N - результат оцифровки сигнала при помощи ADC, Р - значение пьедестала. Пьедесталом называют результат оцифровки сигнала, когда не было энерговыделения в кристалле. Четыре константы должны быть определены для каждого кристалла, а именно - пьедесталы Р и коэффициенты д для обоих каналов низкой и высокой энергий.
Линейность отклика детектора "Crystal Ball" была проверена на электронных пучках ещё во время его изготовления в лаборатории SLAC US. На Рис. 21 показана зависимость энергии зарагистрированной в детекторе "Crystal Ball" в зависимости от энергии падающего пучка электронов. Видна хорошая линейность во всём диапазоне энергий падающих электронов, к тому же в нашем эксперименте диапазон рождающихся гамма-квантов не превышает 1 ГэВ.

5С06Л17 BEAM ENERGY (MeV)
Рис. 21: Проверка линейности энергии зарегистрированной в детекторе "Crystal Ball" в зависимости от энергии падающего пучка электронов.
Несколько методов использовались для калибровки. Для предварительной калибровки использовались данные, полученные с помощью радиоактивного источника 137Cs, и данные от реакции тг~ -1- р —► п 7 для 7г_-мезонов, остановившихся в мишени. Окончательная калибровка проводилась в эксперименте с использованием физических реакций 7Г~р —* 7Г°п И 7Г~р —> Т)П.
4.2 Калибровка с использованием источника 137Cs.
Для предварительной калибровки использовался радиоактивный источник 137Cs с интенсивностью 10 микрокюри. Период полураспада 137Cs составляет 30.2 года со следующей цепочкой распада:
137Cs -> /Г +137 Ва‘
137Ва* ->137 Ва + 7 (0.661 МэВ),
то есть с выходом фотона фиксированной энергии 0.661 МэВ, который использовался для калибровки. Для калибровки был создан специальный калибровочный триггер, который генерировался когда энергия, выделившаяся в маленьком треугольнике "Crystal Ball" детектора, превышала Е^/2, где /ф = 0.662 МэВ. Одновременно