ВВЕДЕНИЕ 3
1. ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА 6
1.1 Общая схема измерения. Нуклотрон 6
1.2 Станция внутренней мишени 7
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПУЧКА 10
2.1 Выделение dp-упругих событий 10
2.2 Вычисление компонент поляризации пучка дейтронов 11
3. АНАЛИЗИРУЮЩИЕ СПОСОБНОСТИ DP→PPN РЕАКЦИИ ПРИ
ЭНЕРГИИ 1000 МЭВ 16
3.1 Выделение событий dp^ppn реакции и вычитание углеродного фона 16
3.2 Вычисление анализирующих способностей dp^ppn реакции 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
Список литературы
Дейтрон является простейшим ядром, состоящим только из двух нуклонов: протона и нейтрона, что позволяет ставить задачу точного описания этой структуры при наличии информации о потенциале ядерного взаимодействия. Поэтому описание его структуры и основных характеристик явилась пробным камнем теории ядерных взаимодействий [1-4]. В настоящее время, эта проблема уже решена, но эксперименты с применением дейтронов по-прежнему находятся на переднем крае экспериментальной ядерной физики из-за возможности сравнения результатов измерений и расчётов без использования приближенных методов.
Особую роль занимают измерения с частицами высоких энергий (порядка 1 ГэВ на нуклон и выше), поскольку развернутой и общепринятой релятивистской теории ядерных взаимодействий пока не существует. Тем более что для этих энергий большую роль начинают играть малые расстояния, где можно ожидать проявления мезонных степеней свободы, трёхчастичных взаимодействий и других особенностей [5-7]. Как известно, смотри, например, [8], измерения с вполне определенными поляризационными состояниями с точки зрения сопоставления с теорией обладают существенно большей информативностью, чем измерения на неполяризованном пучке. Именно поэтому исследования на поляризованных пучках привлекают повышенное внимание научной общественности и проводятся, как правило, коллаборациями ученых из разных стран.
В Российской Федерации такие исследования проводятся в нескольких научных центрах, одним из которых является Объединенный институт ядерных исследований (г. Дубна, Московская область), где исследования взаимодействия ускоренных частиц с ядрами имеет более чем полувековую историю. Для исследований в области физики высоких энергий используется сверхпроводящий ускоритель Нуклотрон, заменивший знаменитый синхрофазотрон и обеспечивающий ускорение ядер до 4-5 ГэВ/нуклон. Нуклотрон является ускорителем с жесткой фокусировкой, поэтому получение интенсивных поляризованных пучков представляет собой сложную техническую задачу, которая была решена сравнительно недавно [9,10].
Решение этой задачи позволило начать экспериментальное исследование зависимости угловых распределений вылета продуктов реакций взаимодействия поляризованных дейтронов с протонами. Одной из таких реакций является реакция dp^ppn, определение асимметрии которой и явилось задачей, поставленной перед нами.
Целью выпускной квалификационной работы является определение тензорной и векторной анализирующих способностей (Ay, Ayy) реакции dp^ppn для энергии дейтрона 1000 МэВ на поляризованном дейтроном пучке Нуклотрона Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна, Московская область).
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
1) Принять участие в наборе экспериментальных данных и ознакомиться с основными характеристиками экспериментальной установки.
2) Научиться работать с программным пакетом ROOT, позволяющей выбирать необходимые для анализа данные из полного набора полученной в эксперименте информации.
3) По результатам измерения асимметрии упругого рассеяния дейтронов на протоне и известной анализирующей способности этого процесса определить поляризацию дейтронного пучка.
4) Определить выходы исследуемой реакции в полученном наборе данных для полиэтиленовой мишени, выделив реакции с вылетом протона на углероде, для разных поляризационных состояний пучка Нуклотрона, получить из них значение асимметрии реакции.
5) По полученным значениям асимметрии для разных углов вылета в системе центра масс определить зависимость векторной и тензорной анализирующих способностей исследуемой реакции от угла.
6) Сравнить полученные значения с предсказаниями известных теоретических моделей расчёта анализирующей способности исследуемой реакции.
Результаты, полученные в процессе выполнения выпускной квалификационной работы, можно сформулировать следующим образом:
1) В составе экспериментальной группы сотрудников ОИЯИ на ускорителе Нуклотрон с помощью процесса упругого dp рассеяния проведены измерения поляризации дейтронного пучка, на котором выполнено исследование угловой зависимости асимметрии реакции dp^ppn с регистрацией двух протонов.
2) Изучен программный пакет ROOT, который используется для анализа экспериментальных данных в физике частиц.
3) По результатам измерения асимметрии выхода упругого dp рассеяния для энергии дейтронов 270 МэВ и известной анализирующей способности процесса определена поляризация дейтронного пучка.
4) Из полного набора данных для измерений с полиэтиленовой
мишенью путем вычитания вклада реакции C(dp)p + все остальное выделен вклад реакции dp^ppn и определена угловая зависимость её асимметрии в диапазоне углов 65 - 125 в системе центра масс для энергии дейтронов 1000 МэВ.
5) Исходя из измеренного значения поляризации дейтронного пучка Нуклотрона и вычисленных значений асимметрии, определена угловая зависимость векторной анализирующей способности реакции dp^ppn при энергии дейтронов 1000т МэВ.
6) Сопоставление полученных значений анализирующей способности с предсказаниями решения SP07 парциально волнового анализа SAID показало хорошее согласие результатов измерений и расчётов в диапазоне углов 75 -105 . Вне этого диапазона измеренное значение асимметрии меньше предсказаний теории. Причинами зарегистрированного разногласия могут являться как несимметрия плеч экспериментальной установки относительно точки взаимодействия дейтронного пучка с полиэтиленовой мишенью, что частично подтверждается ненулевым значением тензорной анализирующей способности, полученной в результате измерений, так и неадекватность использованной теории. Для ответа на этот вопрос необходимо проведение дополнительных исследований.
