WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Переход к безразмерной переменной, равной величине поперечного импульса фрагмента на деленной на соответствующее стандартное отклонение (т. н. “универсальный поперечный импульс”), исключает уже зависимость и от величины 0 (или, что то же самое, от PF). Экспериментальное распределение ее проекций на плоскость эмульсии (Pyun = Py(F)/F) описывается стандартным нормальным распределением. При таком представлении данных достигается унификация в описании экспериментальных инклюзивных распределений поперечных импульсов для фрагментов любых ядер. На рис. 7 представлено суммарное стандартное нормальное распределение Pyun со стандартным отклонением un(y) 1 и средним < Pyun > 0 для всех фрагментов ядер 16O (4,5 А ГэВ/c), 32S (4,5 А ГэВ/c) и 32S (200 А ГэВ/c).

Рис. 4. Распределение проекций поперечных импульсов Py* для фрагментов ядра 32S (4,5 А ГэВ/c). Гистограмма – эксперимент, плавная кривая – нормальное распределение со стандартным отклонением 0(y) = 105,0 ± 1,3 МэВ/с

Рис. 5. Распределение проекций поперечных импульсов Py* для фрагментов ядра 32S (200 А ГэВ/c). Гистограмма – эксперимент, плавная кривая – нормальное распределение со стандартным отклонением 0(y) = 102,9 ± 1,5 МэВ/с

Рис. 6. Распределение проекций поперечных импульсов Py* для фрагментов ядра 16O с импульсом 4,5 А ГэВ/c. Гистограмма – эксперимент, плавная кривая – нормальное распределение со стандартным отклонением 0(y) = 102,3 ± 1,2 МэВ/с

Рис. 7. Суммарное распределение проекций “универсальных поперечных импульсов” Pyun для всех фрагментов вышеуказанных ядер: 16O (4,5 А ГэВ/c), 32S (4,5 А ГэВ/c) и 32S
(200 А ГэВ/c). Гистограмма – эксперимент, плавная кривая – нормальное распределение со стандартным отклонением yun = 1,01 ± 0,01

Экспериментальные распределения событий, содержащих 2 и более фрагментов, по коэффициентам азимутальной асимметрии и коллинеарности не отличаются от распределений, полученных в модели независимого испускания (рис. 8) (за исключением коэффициента азимутальной асимметрии для ядра 32S с импульсом
200 А ГэВ/c).

Рис. 8. Распределение по коэффициентам азимутальной асимметрии и коллинеарности для ядра 32S с импульсом 4,5 А ГэВ/c. Точки – эксперимент, гистограмма – Монте-Карло (МНИ)

В третьей главе приведены результаты по изучению механизма фрагментации релятивистского ядра свинца с энергией 160 А ГэВ в глубоко неупругих 208Pb+Em взаимодействиях. Изучение распределений поперечных импульсов легких фрагментов ядра свинца должно было дать ответ на вопрос: происходит ли в момент взаимодействия передача энергии, приводящая к его заметному "нагреванию", по сравнению c исходной температурой ядра как вырожденной системы нуклонов.

В 20 слоях фотоэмульсионной камеры (NIKFI BR-2, сотрудничество EMU01), облученной параллельно плоскости эмульсии пучком релятивистских ионов 208Pb (160 А ГэВ) на ускорителе SPS, Церн, методом просмотра по площади было найдено 122 глубоко неупругих взаимодействия ядер свинца с тяжелыми ядрами фотоэмульсии (Ag, Br). Вместо обычно используемого трудоемкого метода оценки заряда счетом -электронов был внедрен метод, основанный на измерении суммарной длины спектра сгустков на участке следа фрагмента с неизвестным Z. Данным методом были определены заряды 672 легких фрагментов с зарядами от 1 до 9. Проблема измерения малых пространственных углов вылета фрагментов связана с трудностями, которые стали значительными именно с появлением тяжелых (Au, Pb) релятивистских ядер с энергией 100–200 ГэВ на нуклон. Увеличение толщины следов первичных ионов в фотоэмульсии до нескольких микрон при одновременном уменьшении самих величин углов фрагментов делает невозможным прямое измерение углов и плоских углов фрагментов порядка 0,1–0,5 мрад относительно направления импульса релятивистского ядра ро (т. к. дисперсия нулевого угла первичного следа становится соизмеримой с самой величиной измеряемого угла).

Это привело к необходимости измерений углов ij между парами всех фрагментов в событии. Для разработки оптимальной процедуры относительных угловых измерений в таком малом угловом диапазоне были получены экспериментальные оценки статистических шумов при измерении углов между парами следов с Z = 82 и Z = 2 в ядерной фотоэмульсии при параллельном ее облучении на ячейках t от 1 до 25 мм. Для пары двухзарядных фрагментов при условии, что углы эти оцениваются по 10–20 точкам, статистический шум составляет около
0,01–0,02 мрад. Увеличение точности при измерении углов ij данным методом достигнуто за счет использования большого числа (около 100–200) усредненных Y-координат оптических центров проявленных зерен, что привело к уменьшению эффективной величины шума зерен.

Используя эмпирическую функцию распределения плоских углов i,j между парами всех фрагментов в событии методом минимизации эмпирического риска получена оценка, константы нормального распределения “плоских” углов фрагментов с Z = 2, 3, 4 относительно вектора ро, хотя сами углы фрагментов с этим вектором неизвестны. Полученная оценка равна = 0,37 ± 0,02 мрад. Этому соответствует константа о = 121 ± 6 МэВ/с, что практически совпадает с ожидаемой ее оценкой из PF для ядра свинца. При этом непосредственно измеренная величина равна ехр = 0,43 ± 0,02 мрад. Экспериментальное и ожидаемое
(с учетом ошибок измерения углов) распределения приведены на рис. 9.

Рис. 7. Экспериментальное распределение модуля угла для фрагментов ядра свинца
с зарядами Z = 2, 3, 4 (гистограмма). Точки (•) – ожидаемое распределение при нормальном распределении истинных углов фрагментов с = 0,37 мрад

Таким образом, фрагментация ядер свинца с энергией 160 А ГэВ в глубоко неупругих взаимодействиях с ядрами фотоэмульсии является “холодной” и полностью описывается статистической моделью Г-Ф-Х. Нет никаких следов “разогревания” фрагментирующего ядра.

Четвертая глава посвящена поискам отклонений от общего статистического механизма фрагментации Ф-Г-Х. В частности, экспериментальному обнаружению канала 8Be 2, который может вызывать динамические корреляции поперечных импульсов двухзарядных фрагментов. Для анализа были использованы экспериментальные выборки из 484 (16O+Em), 857 (22Ne+Em) и 406 (32S+Em) неупругих событий, содержащих среди прочих релятивистских фрагментов по две и более -частицы. Из анализа распределений парных плоских углов и парных азимутальных углов ij = |i j| между двухзарядными фрагментами в реакциях 16O 2+X, 22Ne 2+X, 32S 2+X сделан вывод о существовании двух механизмов их образования. Основная их часть есть результат холодной фрагментации ядер. Доля -частиц от распада промежуточного состояния 8Ве2 в вышеуказанных реакциях для ядер 16O составляет 9,7 %, 22Ne 8,7 % и 32S 4, 6%.

Достигнутая точность измерения относительных углов в плоскости эмульсии 0,01 мрад позволила обнаружить этот канал и среди -частиц, фрагментов ядра свинца с энергией 160 А ГэВ. Рассчет показывает, что в этом случае средний угол между парами следов должен быть 0,02 мрад. В угловом распределении 476 парных плоских углов для -частиц действительно имеется максимум при ij 0.02 мрад в области малых углов (< 0.1 мрад). Верхняя оценка доли этого канала для -частиц, фрагментов ядра свинца с энергией 158 А ГэВ, составляет порядка 13 %.

Рис. 9. Распределение плоских парных углов между всеми -частицами в событии в области углов < 0,1 мрад (гистограмма). Избыток событий в эксперименте над точками в области i,j 310-5рад указывает на возможное существование канала 8Ве 2

Заключение

1) Опираясь на всю совокупность полученных данных (8740 событий, содержащих 20733 заряженных релятивистских фрагмента), проведен эмпирический анализ, позволивший выявить основные закономерности процесса фрагментации релятивистских ядер при их неупругих взаимодействиях с ядрами в фотоэмульсии в достаточно широком диапазоне масс (16O, 22Ne, 32S и 208Pb) и энергий (от 3,7 до 200 ГэВ на нуклон). Анализ полученного экспериментального материала, наряду с другими экспериментами в этой области, обнаруживает его глубокую аналогию с процессом фрагментации адронов, первые представления о котором сформулированы Фейнманом, Грибовым и Янгом. Суть этого процесса состоит в освобождении виртуальных фрагментов, существующих в ядре, и в превращении их в реальные наблюдаемые фрагменты после взаимодействия с ядром-мишенью. При этом они сохраняют направление и величины импульсов предшествующих им виртуальных фрагментов. Т. е. имеет место явление предельной фрагментации, начиная с энергии около 1 ГэВ на нуклон и вплоть до
200 ГэВ на нуклон.

Показано, что простая статистическая модель прямой фрагментации Гольдгабер–Фешбаха–Хуанга позволяет с единых позиций и с помощью одной константы r0, определяющей радиус ядра, как качественно, так и количественно описать и предсказать целый ряд импульсных и корреляционных характеристик фрагментов.

2) Наблюдаются и отклонения от этих общих закономерностей. Так, среди двухзарядных фрагментов исходных релятивистских ядер существует примесь за счет дополнительного каскадного механизма их образования через распад основного состояния 8Be 2. Из анализа распределений парных плоских углов и парных азимутальных углов между двухзарядными фрагментами в реакциях 16O 2 + X, 22Ne 2 + X, 32S 2 + X сделан вывод о существовании двух механизмов их образования. Основная их часть есть результат холодной фрагментации ядер. Доля -частиц от распада промежуточного состояния 8Ве2 в вышеуказанных реакциях для ядер 16O составляет 9,7 %, 22Ne 8,7 % и 32S 4, 6%. При мультифрагментации ядра свинца с энергией 160 А ГэВ оценка доли этого канала для -частиц составляет порядка 13 %.

Возможно, что обнаруженные довольно значительные вероятности фрагментации релятивистских ядер 16O, 22Ne, 32S и 208Pb через промежуточное состояние 8Be2 можно рассматривать как указание на его определенную роль в нуклеосинтезе и более тяжелых ядер, чем 12С.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. О.В. Левицкая, Ф.Г. Лепехин, Б.Б. Симонов, "Распределение поперечных импульсов фрагментов релятивистского ядра неон-22 в ядерной фотоэмульсии", Препринт ЛИЯФ–1310, Ленинград, 1987, 20 с.

2. О.В. Левицкая, Ф.Г. Лепехин, Б.Б. Симонов, "Основные закономерности в распределениях поперечных импульсов фрагментов релятивистских ядер в ядерной фотоэмульсии", Препринт ЛИЯФ–1550, Ленинград, 1989, 20 с.

3. О.В. Левицкая, Ф.Г. Лепехин, "Модельные описания экспериментальных данных и коллективные эффекты при взаимодействии релятивистских ядер неона-22 с ядрами в фотоэмульсии", Препринт ЛИЯФ–1564, Ленинград, 1989, 29 с.

4. F.G. Lepekhin, O.V. Levitskaya, "Determination of Relativistic Nuclei Light Fragment Charges in Photoemulsion", Preprint PNPI EP-29-1997 № 2172, Gatchina, 1997, 13 p.

5. О.В. Левицкая, Ф.Г. Лепехин, Д.М. Селиверстов, Б.Б. Симонов, "Легкие фрагменты ядер свинца с энергией 160 А ГэВ в центральных взаимодействиях с ядрами в фотоэмульсии", Препринт ПИЯФ NP-14-1996 № 2106, Гатчина, 1996, 22 с.

6. L. Just, …, O.V. Levitskaya et al., “Fragmentation of relativistic sulphur nuclei in nuclear emulsion”, Proc. of the 15th EMU01 Collaboration Meeting, Constantsa, 1996.

7. M.I. Adamovich, …, O.V. Levitskaya et al., “Nuclear Effect in Higher-Dimensional Factorial Moment Analysis of the O-16, S-32 and Au-197 Emulsion Interaction Data at 200, 60 and 11 A GeV/c”, Z. Phys. C76 (1997) 659–663.

8. M.I. Adamovich,…, O.V. Levitskaya et al., “Charged particles multiplicities, densities and fluctuations in Pb+Pb interactions at 158 A GeV”, Phys. Lett. B407 (1997) 92–96.

9. F.G. Lepekhin, O.V. Levitskaya, D.M. Seliverstov, B.B. Simonov, “The Angular Distribution of Light Projectile Fragments in Deep Inelastic Pb+Em Interactions at 160 A GeV”, Preprint PNPI NP-38-1998 № 2252, Gatchina, 1998, 11 p.

10. О.В. Левицкая, Ф.Г. Лепехин, Д.М. Селиверстов, Б.Б. Симонов, "Угловые распределения легких фрагментов в глубоко неупругих Pb+Em взаимодействиях при энергии 160 А ГэВ", Известия Российской академии наук, серия физическая, № 63 (1999) 501–503; Бюллетень Российской академии наук, № 63 (1999) 405–407.

11. F.G. Lepekhin, O.V. Levitskaya, B.B. Simonov, “About the Correlations of Fragment Transverse Momenta at Multifragmentation of Relativistic Nuclei”, Preprint PNPI NP-28-1999 № 2313, Gatchina, 1999, 19 p.

12. F.G. Lepekhin, O.V. Levitskaya, B.B. Simonov, “Main Results of Estimation of Statistic Noise at Measurement of Angles Between Tracks of Fragments of Relativistic Lead Nuclei at 160 A GeV”, Proc. of 17-th Meeting of the EMU01 Coll., Dubna, Russia, May 18–20, 1999, p.140.

13. M.I. Adamovich, …, O.V. Levitskaya et al. (EMU01-collaboration), “The Angular Distribution of Light Projectile Fragments in Deep Inelastic Pb+Em Interactions at 160 A GeV”, Eur. Phys. J. A6 (1999) 421–425.

14. M.I. Adamovich,…, O.V. Levitskaya et al., “Azimuthal correlations of secondary particles in S induced interactions with Ag (Br) nuclei at
4.5 GeV/c/nucleon”, Particles and Nuclei, Letters № 4[101] (2000) 75–82.

15. F.G. Lepekhin, O.V. Levitskaya, B.B. Simonov, “Statistical multifragmentation of nuclei and Azimuthal Correlations”, PNPI Research Report 1998–1999, Part 1, Gatchina, 2000, pp. 165–166.

16. F.G. Lepekhin, O.V. Levitskaya, B.B. Simonov, “The Projectile Fragments in Nuclear Emulsion”, PNPI High Energy Physics Divisions Main Scientific Activities 1997–2001, Gatchina, 2002, pp. 210–217.

17. F.G. Lepekhin, O.V. Levitskaya, “Methods of Small Angles Measurement in Emulsion Plane”, Preprint PNPI № 2448, Gatchina, 2001, 18 р.

18. O.V. Levitskaya, F.G. Lepekhin, “Secondary fragments of relativistic Ne-22 at 4.1 A GeV/c nuclei in nuclear emulsion”, Particles and Nuclei, Letters № 2 [117] (2003) 34–38.

19. Ф.Г. Лепехин, О.В. Левицкая, Б.Б. Симонов “Оценка импульсов однозарядных фрагментов релятивистских ядер свинца с энергией
160 А ГэВ”, Препринт ПИЯФ–2492, Гатчина, 2002, 16 с.

20. Н.П. Андреева,..., О.В. Левицкая и др., “Топология “белых звезд” в релятивистской фрагментации легких ядер”, ЯФ 68, № 3 (2006) 484–491.

21. О.В. Левицкая, “Фрагментации релятивистских ядер 16O, 32S в диапазоне энергий 4,5–200 ГэВ/нуклон”, Препринт ПИЯФ-2660, Гатчина, 2006, 18 с.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»