Автоматизированная экспериментальная установка по исследованию процессов фоторождения на нуклонах и легких ядрах на линейно-поляризованном фотонном пучке тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Р Г 6 од 2 Ь ЛЮН 1393

,,, ,. .З-ГЗЗ/уГСККЯ,ФйЗК'ЕСК!« ИНСТИТУТ.

4 ; !

На правах рукописи

'ВОЛЧИНСКИИ ВЛАДИМИР ГРИГОРЬЕВИЧ

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ ФОТОРОЖДЕНИЯ НА НУКЛОНАХ И ЛЕГКИХ ЯДРАХ НА ЛИНЕЙНО-ПОЛЯРИЗОВАННОМ ФОТОННОМ ПУЧКЕ

01.04.01. - Техника физического эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследований

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание .ученой степени кандидата технических наук

Ерован-1993

Работа выполнена в Ереванском физическом институте

Научные руководители: кандидат физико-математических наук, АКЯШ-Г.Г.

кандидат физико-математических наук, ГАЛУМЯН П. И.

Официальные оппоненты: доктор технических иа.ук

МКРТЧЯН С.0. Государственный инженерный университет Армении (ГИУА)

кандидат технических наук ВАРТАНЯ11 Г. С. (ЕрФК) '

Ведущая организация: Егеванаша Государственный Университет (ЕГУ)

Защита состоится 139З г. в:

часов на заседании специализированного■совета К 034.03.01 при Ереванском физическом институте (г.Ереван~36, ул. Бо.Алиханянов, д.2).

С диссертацией монмо_ ознакокцугься. .в.биОлистцке Ереванского физического института.

Автореферат разослан Лшл^.. г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

С.Г.Ананян

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Экспериментальные исследования процессов фотороздэния и фоторасщепления на мзлонуклонных ядрах реальными и виртуальными фотонами представляют в настоящее время одну из наиболее актуальных задач ядерной физики промежуточных энергий (Е ^ 4-6 ГэВ).

Малонуклонныо системы являются, очевидно, наиболее удобными объектами для проведения фундаментальных исследований по следующим направлениям:

1. Исследование структуры волновых функций на малых и средних расстояниях, в частности веса и структуры парных N-N1 корреляций.

2. Изучение механизмов процессов, в том числе включающих структуры лым-взаимодеяствия, роли мезонных и изобарных токов, а также взаимодействия в конечном состоянии. Исследование поведения модификаций нуклонов и адронов в ядерной среде, с^-еиеп поведения элементарных и пм амплитуд.

3. Поиск экзотических шестиквзрковых возбужденных состояния (дибарионных резонансов), предсказываемых фено /¡экологическими моделями в рамках квантовой хромодинамики (КХД).

В начале 80-х годов в Ереванском физическом институте впервые были праведены исследования по реакции фоторасщепления дейтрона (>си пг,) на линейно -поляризованном фотонном пучке, которые были стимулированы известными результатами Аргоннской Лаборатории по поляризационным сечениям р-п-взаимодействия = 600 МэВ, есц" =г 90*), и эти данные были интерпретированы как проявление дибарионных резанансав 'ог(2.П), ^(з.дгз) и "^(3.45).

Проявление структуры в сечениях и полях для многих процессов оказалось возможным объяснить в рамках пороговых эффектов или же как проявления структуры д-м взаимодействия (д (1232) -^(938)), а также при учете релятивистских эффектов, в том число и на уровне спиновых переменных. Проблема дальнейшего углубления теоретического понимания механизмов исследуемых процессов требу-зт привлечения новых экспериментальных данных поляризационного шла для проведения феноменологического анализа.

Поль работы. Основная цель настоящее работы заключается в следующем:

1. Создать автоматизированную экспериментальную.установку, оснащенную современной электронной аппаратурой, функционирующей в линию с ЭВМ, рля проведения исследований процессов фоторасщепления г<1чог, ГЙ-.РПХ (а - <не.<51_« и когерентного фотороздения га-тг'а на линейно-поляризованном пучке фотонов. Основные требования, предъявляемые к установке можно сформулировать следующим образок:

- модернизация традиционной аппаратуры и разработка новой специализированной помехоустойчивой электроники для работы на ускорителе в условиях интенсивных пучков тормозного излучения (1 > 10" фотон/сек):

- создание автоматизированной системы по'измерению и контролю параметров спектра когерентного тормозного излучения (КТИ) на базе нового 30-ти канального парного спектрометра:

- улучшение параметров экспериментальной установки (введение годоскошческих систем, многопроволочных пропорциональных камер и многоканальных систем) для увеличения точностей кинематики исследуемых процессов и проведения корректного отбора событий:

- эффективная регистрация частиц - продуктов реакций ?с!-.вп, ;"*Ие-,рпХ !гЛЛ-.опХ) И гсЬтт'с) С ПрИМЭКеКИЭМ МЗГНИТН0Г0 М5-250Р, нейтронного N8-12, черенковского К спектрометров:

- оперативность наладки и калибровки основных узлов экспериментальной ■ установки:

- непосредственный контроль исследуемых процессов и проведение измерений на экспериментальной установке в линию с ЭВМ

2. Провести экспериментальные исследования:

а) энергетической зависимости асимметрии сечения £<е > для углов протона в с.ц.к. в^™ = 45, 60, 75 и 80° в реакции ?--с!-,оп к

"в области энергий е = 0,3-1,0 ГзВ;

б) энергетической зависимости асимметрии сечения гге > для процессов аг}',рп). а = в области энергий е = 0,3-0,9 ГзВ

(0°"' = 80° ): р

в) энергетической зависимости асимметрии сечения не > для

процесса гл+лп* при е'-т = 100° в области энергий ^=0,3-0,9 ГэВ.

Научная новизна роботы. Впервые были разработаны и созданы:

- автоматизированная система управления и контоля тока анализирующего магнита (СП-57) парного спектрометра РЭ-ЗО на основе электронных устройств передачи цифровых данных по оптоволоконному кабелю:

- электронная система модулей КАМАК для управления передачей и приемом информации на удаленный крейт КАМАК с использованием устройств передачи информации по волоконнооптическигл линиям связи:

- система модулей быстрой электроники в стандарте КАМАК со стабильным временем выдержки (с применением малогабаритных линий задержек) дая формирования триггерных сигналов двухплечевой экспериментальной установки, организации время-пролетных измерений, специализированных модулей электроники в стандарте КАМАК для функционального управления режимами работ экспериментальной установки.

Впервые проведены измерения:

а) энергетической зависимости асимметрии сечения яе > для процесса в области энергия е = 0,3-1,0 ГэВ:

а) энергетической зависимости асимметрии сечения г'Е ) реакций /'м-.рг.*. г4не?-,Пг,х в области энергий е = 300-900 Мэв: •

б) энергетической зависимости асимметрии сечения пе > для процесса ^а-оп в широкой кинематической области углов и энергия.! (Еу = 0,3-0,9 ГэВ, всг" = 45-90°).

Практическая ценность работы. Применение комплекса разра-работанной электронной аппаратуры экспериментальной установки по исследованию процессов фоторождения на нуклонах и легких ядрах, позволило провести измерения параметров процессов с малыми сечениями при обеспечении минимального уровня систематических ошибок, благодаря непрерывному мониторированию и оп-иле контролю регистрирующих систем.

Электронные системы использующие устройства передачи цифровых данных по оптоволоконным кабелям (система управления и контроля тока анализирующего магнита,, система управления удаленным крейтом КАМАК) представляющие собой функционально-завершенные

5 .ч^'

элеетрошые узлы (в силу своей универсальности и использованию модулей в стандарте КАМАК), могут быть использованы как в вышеуказанных экспериментах, так и в им подобных.

Применение разработанной системы модулей быстрой электроники (с использованием малогабаритных линия задержек в схемах установки стабильного времени выдержки) в конструктивах КАМАК позволило стандартизировать электронную аппаратуру экспериментальной установки, повысило ее надежность, гибкость и помехоустойчивость. Использование электронных систем управления током анализирующего магнита и удаленного крейта КАМАК открывает широкие -чзможности для повышения уровня автоматизации, помехозащицен-^ти и эффективности работы экспериментальных установок.

Экспериментальные данные, полученные по измерениям энергетической зависимости асимметрии сечения в реакциях г d-.no.

</*и-.опХ1 и га-.йп°, позволили улучшить понимание механизмов исследуемых процессов.

Апробация работы и публикации. Результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на: IX Международном симпс зиуме по спиновой физике высоких энергий (Бонн-90): VII Международной конференции по поляризационным явлениям в ядерной физике (Париж-90)! Рабочем совещании по электромагнитным взаимодействиям адронов и ядер (Нор-Амберд-90).

По теме диссертации опубликовано 9 работ. Список литературы приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из вводе ния, четырех глав и заключения. Содержит 130 листов машинописного текста, 40 рисунков, 2 таблицы и список научной литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность экспериментальных исследований:

а) структуры волновых функций на малых и средних расстояниях, в частности веса и структуры парных корреляций:

б) механизмов процессов, в том числе включаюших структуры пмм-взаимодейотвия, роли мезонных и изобарных токов, а также

'взаимодействия в конечном состоянии. Исследование поведения мо-

дификаций нуклонов и адронов в ядерной среде, а также о-гг-виеи поведения элементарных и ям амплитуд;

в), по поиску экзотических шестикварковых возбужденных состояний (дибарионных резонансов).

Обоснована также необходимость создания новой базовой экспериментальной установки (особенно в части электронного оборудования ), отвечающую современным требованиям к точности и надежности проводимых измерений, автоматизации процессов наладки,тестирования и калибровки экспериментального оборудования.

В первой главе подробно описана автоматизированная экспериментальная установка п- исследованию процессов фоторождения на нуклонах и легких ядрах. На рис. I. показана схема экспериментального оборудования установки.

Установка состояла из следующих основных узлов:

- тракта пучка линейно-поляризованных фотонов, включая мо-ниторирование и.мишэни;

- двухплечевой установки для регистрации вторичных частиц;

в составе первого плеча находился магнитный спектрометр МБ-ЕЗОО, использованный в качестве триггерного прибора, а в составе второго плзча были применены нейтронный N5-12 и черенковский бэ спектрометры;

- комплекса электронной аппаратуры физического эксперимента, входившей в состав всех вышеуказанных систем.

Описывается автоматизированная система, в составе установки, по измерению и контролю параметров квазимонохроматического линейно-поляризованного пучка фотонов на базе парного спектрометра РЭ-ЗО состоящая из следующих основных аппаратурных узлов:

- 30-ти канального парного спектрометра РЭ-ЗО;

- системы программного управления гониометром вращения алмазной мишвню

- системы управления и контроля тока анализирующего магнита:- системы мониторирования фотонного пучка;

- комплекса электронной аппаратуры в стандарте КАМАК функционировавшего в ЛИНИЮ с МИНИ-ЭВМ "МЕРА-СДМАС-1Г5/БМ4А".

Измерение и.контроль параметров энергетического квззимоно-хроматического спектра производились при помощи ЗО-ти канального

парного спектрометра РБ-ЗО (см. рис. I), состоящего из анализирующего магнита 'рбм) типа СП-57, набора сменных лавсановых конверторов (толщиной 10"*-10"я рад.длин) и 11-ти телескопов стдатиляционных счетчиков (вг^^, вб^ ^) и (5Р1_3- ^р ) используемых для регистрации е' и е~. Различные комбинации (6x5) падений между е- и телескопами позволяли измерять энергетический спектр фотонов в 30-ти точках в интервале энергий ео £ е^ < 2Ео с равномерным шагом <5 я: 2,25Ж, который обеспечивался геометрией телескопов электронного плеча.

Парный спектрометр РБ-ЗО, связанный с комплексом электронной аппаратуры, выполненой на основе блоков в стандарте КАМАК в СВЯЗИ С МИНИ-ЭВМ "МЕЯД-САМЙС-125/БМ4А", фуНКЦИОНИрОВЭЛ В рвЖИМв

автоматизированного процесса установки и контроля тока анализирующего магнита СРБМ), набора статистики и контроля стабильности энергетического спектра фотонного пучка.

Для регистрации заряженных частиц - продуктов реакций ?с!-.рп. ?*не-рпх и применялась двухплечевая спе-

ктрометрическая система, состоящая из магнитного, нейтронного и черенковского спектрометров в составе экспериментальной физической установки (см. рис. I).

Протоны и дейтроны в данной системе (как продукты реакций, указанных выше) регистрировались магнитным спектрометром СМБ-2500), который состоял из дублета магнитных линз и \-2) типа МЛ-16, отклоняющего магнита (ВМ) типа СП-12, телескопа сцинтил-ляционных счетчиков (э^-б^) и подсистемы координатных детекторов в составе четырех многопроволочных пропорциональных камер

(мрыс ) и импульсного сцинтилляционного годоскопа (н ).

* * р

Магнитный спектрометр СМЭ-2500> функционировал в режиме слабой фокусировки по обеим плоскостям, что обеспечивало сходимость траекторий осевых импульсов в центре счетчика Угол поворота осевых траектория в отклоняющем магните (вм), расположенном в симметричной геометрии, составляет а =32°. Анализируемый импульс был ограничен в максимуме (р""" < 2500/с) параметрами ' квадрупольных линз МЛ-16.

Регистрация нейтронов производилась 12-ти модульным время-пролетным спектрометром N3-12 в составе второго шеча сдактро-

метрической системы (см. рис. I).

Для регистрации г-квантов от распада я"-мезонов (в реакции ¡^чая") в составе второго плвча спектрометрической системы использовался черенковский спектрометр ЙБ (см. рис. I).

Электронную аппаратуру экспериментальной установки можно условно разделить на четыре части по признаку управления блоками КАМАК от ЭВМ:

1. Крейты КАМАК Ш1 (1-4) объединенные в вертикальную параллельную ветвь и соединенные в литота с мини-ЭВМ ■•мена-самас-125/5М4А- (см. рис. 2) с использованием крейт-контроллеров типа А (применялись крейт-контроллвры 106А фирмы "роюм"). в каждом из этих креатов были размещены программно-управляемые модули в стандарте КАМАК, сгруппированные в определенные наборы для выползания конкретных задач (вывода информации на дисплейные мониторы, управления удаленным крейтом КАМАК, измерения и контроля энергетического.спектра фотонов и т.д.).

2. Удаленный крейт КАМАК расположенный в непосредственной 5лизости от оборудования экспериментальной установки. Управление удаленным крейтом КАМАК осуществлялось специально разработанной ¡истемой мод/лей КАМАК с использованием устройством передачи и [риемз цифровых данных по оптоволоконным линия»? связи.

3. Крейты КАМАК тш (1-4), не имеющие программной связи с ЭВМ, , которых размещены блоки наносекундной электроники (дискримина-оры-формирователи, разветвители, схемы совпадений и т.д.) вы-олненные в конструктивах КАМАК.

4. Электронная аппаратура выполненная в виде отдельных приоров, блоков для связи с оборудованием ускорителя, управления тонометром, током магнитов и контроля различных параметров экспе-лментальной установки.

Вторая глава посвящена собственно комплексу электронной ап-зратуры экспериментальной установки по исследованию процессов зторождения нз нуклонах и легких ядрах.

Проведен сравнительный анализ электронной аппаратуры физи-1ского эксперимента данной установки (быстродействующей ядерной гектроники в стандарте КАМАК и систем с использованием оптово-|К0нных кабелей) с ранее разработанными электронными систомэми

соответствующего профиля.

Рассмотрены также некоторые вопросы конструирования электронной аппаратуры экспериментальной установки. Блоки быстродействующей электроники были выполнены, на интегральных микросхемах наносекундкого диапазона (серия K5D0), транзисторов СВЧ диапазона, малогабаритных линий задержки (заменяющих кабельные линии задержки), что обусловило высокие скоростные параметры и компактность этих блоков. Отмечается целесообразность оптимизации и рационализации конструирования систем электронной аппаратуры в смысле определенной интеграции модулей в наиболее приемлемые к задачам экспериментов, функциональные узлы. Основную нагрузку по реализации электронной логики (например, для парного спектрометра PS-ЗО) выполняли вновь разработанные модули наносекундной электроники в стандарте КАМАК, отражающие специфические особенности конфигурации регистрирующей системы спектрометра (шестиканальные двухвхадовые схемы совпадений 6ССФ с формированием выходных сигналов по длительности, модули строб-совпадений БССФ и БССМ-БССТ, специализированные разветвители логических сигналов РЛС на 12 направлений, коммутаторы логических сигналов КЛС и т.д.).

При проведении физических экспериментов на ускорителе часто возникала проблема управления (при помощи ЭВМ) удаленной аппаратурой, расположенной в непосредственной близости от канала ускорителя. Применяемые ранее кабельные линии связи (в комплекте с соотвествующими интерфейсными блоками, цифро-аналоговыми преобразователями в стандарте КАМАК) использовались, в основном, для оборудования физических установок с невысоким уровнем фоновых наводок по линиям связи. Однако, при проведении экспериментальных исследований на ускорителе элементарных частиц уровень электромагнитных помех и наводок, возникавших вблизи мощных электрических агрегатов, расположенных по ходу прокладки кабелей связи, оказывался довольно высоким, что было неприемлемо для выполнения точных измерения на физической установке.

Основное преимущество разработанной нами системы управления удаленными крейтами КАМАК заключается в том, что контроллер удаЛенного крейта полностью соо ветствует стандарту КАМАК (eur 4600)

с выполнением всех необходимых команд, синхронизирующих сигналов и т.д., что позволяло использовать в крейтах любые электронные блоки, выполненные в стандарте КАМАК. Кроме этого, возможно подсоединение к кройту КАМАК, связанному с ЭВМ, до пяти удаленных крейтов, работавших в дуплексном режиме с передачей цифровых данных в двух направлениях через кабели ВОЛС.

Описывается комплекс электронной аппаратуры автоматизированной системы измерения, контроля и управления параметрами спектра КТИ на базе 30-ти канального парного спектрометра PS-30

Функционально-структурная блок-схема электронной аппаратуры PS-30 показана на-рис.3.

Логическая структура электронной аппаратуры парного спектрометра PS-30 была реализована при помощи совокупности вновь раз рэботанных (специально для PS-30) электронных логических блоков наносекундного даапззона в стандарте КАМАК. Применение быстродействующих интегральных микросхем обеспечило размещение электроники в конструктивах КАМАК, что также было необходимо для уни фикащш всей электронной аппаратуры парного спектрометра.

В работе подробно описываются системы мониторирования фотонного пучка и программного управления гониометром вращения ал мазной мишени на уровне функциональных блок-схем их электронной аппаратуры.

Одной из основных компонент автоматизации 30 -ти канального парного спектрометра PS-30 являлась программно-управляемая сис: тема установки и контроля тока питания анализирующего магнитi СП-57 с применением устройств передачи цифровых данных по ото волоконному кабелю. Как показано на блок-схеме электроники системы управления и контроля тока анализирующего магнита (рис. -1), все процессы установки тока и контроля установленных значений обратной связи от агрегата питания осуществлялись от базовой Олм посредством специально разработанных блоков электроники (в тпм числе и в стандарте КАМАК), через которые производились пе№д-тп и прием соответствующей информации.

Необходимость размещения крейтов КАМАК в непосредственна'й близости от оборудования экспериментальной физической установки зависела от двух условий. Во-горвых, необходимо обеспечить м/н/

мальную задержку между сформированным триггерным сигналом и стробом записи в память регистрирующей аппаратуры многопроволочных пропорциональных камер (МПК), при этом резко уменьшается длина высокочастотных коаксиальных кабелей, заведенных на систему формирования тригтерных сигналов. Во-вторых, размещение стандартных блоков КАМАК в удаленных крейтах позволило оптимизировать процесс управления формированием тригтерных сигналов, задержек резульги-рующих сигналов и считыванием информации с МПК.

В разработанной нами системе управления удаленным крейтом КАМАК применялись комплекты устройств передачи цифровых данных по оптоволоконных линиям связи типа "Электроника МО 4101". Компактность данных устройств, определяемая небольшими габаритами передатчика-преобразователя (ПДП) и приемника-преобразователя (ПМП), позволяла размещать их в конструктивах стандарта КАМАК совместно с соответствующими схемами сопряжения с магистралью КАМАК. Устройства передачи цифровых данных по оптоволоконному кабелю отличались высоким быстродействием (скорость передачи информации^- 8 Мбит/сек) и надежностью (вероятность ошибки в линейном тракте не более 1СГ9), что особенно важно в случае управления большими потоками информации от ЭВМ к удаленному крейту и обратно. На рис. 5 представлена функциональная блок-схема системы управления удаленным крейтом. Модуль передачи данных в удаленный крейт (МЦЦ УК) осуществлял передачу информации через опто-'волоконный кабель в контроллер удаленного крейта (КУК),а передачу информации в обратном направлении (удаленный крейт -» программно-управляемый креит ®4) осуществлял передающий модуль обратной связи (ШОС) га второму оптоволоконному кабелю на приемный модуль считывания данных (ПМСД). ■

Описанная система управления удаленным крейтом КАМАК дала возможнгсть использовать на экспериментальной установке по йс-г с1адованио процессов фотороздения на нуклонах и легких ядрах различные узлы электронной аппаратуры (такие, как система формирования тригтерных .сигналов, система опроса регистрирующей аппаратуры МПК и т.д.) в непосредственной близости от основного оборудования установки, что и было определено условиями эксперимента.

Детально описана система электронной аппаратуры магнитного спектрометра MS-2500 использованная для формирования триггерных сигналов экспериментальной установки, сигналов для организации время-пролетных измерений между 5, ~ s4 и проведения временных наладочных измерений..На рис. 6 представлена функциональная блок-схема электронной аппаратуры формирования триггерных сигналов экспериментальной физической установки в составе магнитного спектрометра. Данная электронная аппаратура размещалась, в основном, в удаленном крейте, а обмен информацией с программным крой-том in4 (см. рис. 2) осуществлялся при помощи комплектов двунаправленной связи по оптоволоконным кабелям (МЦЦ УК КУК, ПМОС ШСД). Далее в работе подробно описываются процесс формирования триггерного сигнала первого уровня и, = л х s, Л s4 функционирование электронной системы, предназначенной для проведения время-пролетных измерений между сцинтилляционными счетчиками sj и s^ магнитного спектрометра MS-2500 с использованием вновь разработанных специализированных модулей быстрой электроники в стандарте КАМАК.

Подробно описана блок-схема электронной аппаратуры нейтрон.-ного 12-ти модульного время-пролетного спектрометра NS-12. Подсистема электроники NS-12 использозана для выставления уровней порога на модернизированных дискриминаторах-формирователей (ДФ) 16Ф114 (ОИЯИ) для сцинтилляционных счетчиков м по пику ионизации релятивистских ^-мезонов космического излучения (программная процедура pidp). Электронная логика NS-12 роализовывалась при помощи ноборэ модулей быстрой электроники в стандарте КАМАК. Суммарному сигналу с выхода "Общее ИЛИ" модуля БССМ придавался статус триггера второго уровня, по которому обеспечивался запрос на прерывание ЭВМ. Приведено также описание электронная аппаратуры черенковского спектрометра CS. "Мастер" черепковского спектрометра определялся как соотношение АхТгхс, а триггер совпадения между плечами установки определялся как м„=охтг*см1

В третьей главе описываются автоматизированные наладка, тестирование и калибровка электронной аппаратуры, а также мето-i-дика экспериментальных исследований процессов фоторождения на нуклонах и легких ядрах.

Приведено также подробное описание наладки и калибровки электронной аппаратуры и оборудования 30-ти канального парного спектрометра РБ-ЗО

В результате проведенных измерений для соответствующих пар и телескопов сформировались три массива данных, определявших три ввда временных спектров:

- по признаку совпадений в "истинном" канчлв:

- по признаку совпадений в "случайном" канале;

- полный спектр, включавший спектры с обоими типами признаков, а также спектр без признаков.

Важным этапом настройки парного спектрометра являлось определение эффективностей каналов РБ-30 (процедура Етс).

• Были проведены измерения относительных эффективностей каналов РЗ-ЗО на основе измерений г-спектров на тонкой аморфной мишени

Контроль качества методики определения эффективностей (процедура еррю) проверялся по соответствию измеряемого аморфного спектра (уже совместно всеми каналами РБ-ЗО) теоретически расчетному .

По завершению рассмотренных трех этапов наладки парного спектрометра РБ-30 необходимо было переходить н проведению измерений с использованием мишени из монокристалла алмазз. Методику работы с кристаллом алмаза можно условно представить в ввдэ трех последовательных этапов:

1. В начале работы определялись углы нулевой ориентации кристалла. Методика определения углов нулевой ориентации (е*. ер состояла в измерении выхода с одного из телескопов РБ-ЗО, нормированного за счет квантометра.при сканировании по одному из углов &н у (процедура шпыт)).

2. Втором этап состоял в ориентации кристалла при выборе определенной пиковой энергии спектра КТИ. Реализовалось это с помощью процедуры бетам, для запуска которой использовались входные данные: е™*, Ее, направление поляризации (-1-,11),нулевые (е^1 и текущие (внл,) углы,

3. На третьем этапе работы.после точного выставления пиковой энергии, измерялся полный энергетический спектр КТИ (произду-

pa FULLSP).

Описаны наладка и калибровка магнитного спектрометра MS-2500 включающие в себя:

- установку соответствующих значений токов фокусирующих магнитных линз i-i>Lj и анализирующего магнита вм (см. рис. I) типа СП-1&

- наладку злэктронной аппаратуры MS-2500 для выработки триг-герного сигнала

- определение эффентивностеа триггерных счетчиков.

Для наладки системы многопроволочных пропорциональных камер, в том числе и ее регистрирующей электроники, была применена программная процедура si МПК . Для синхронизация камерной эле тропики МПК снималась кривая задержанных совпадений, а после этого измерялся профиль МПК.

В начале наладки нейтронного спектрометра производилось приведение к одинаковому временному реперу 12 нейтронных и 4 антисчетчика при помощи aj-мэзонов космического излучения (программная процедура neuti).

Программная процедура nël>t2 использовалась при наладке NS под пучком, а программная процэдура bssm pn позволяла осуществить окончательную наладку нейтронного спектрояетра и установки в целом.

Для калибровки чврешсовского детектора по энергии и разрешению использовался пучок вторичных электронов парного спектрометра ps-зо (программная процедура cher), связанный с одним из телескопов электронного плеча.

В четвертой главе описываются организация режимов работ, проведение измерения на экспериментальной установке и обработка полученных данных. Приведены основные вывода из полученных результатов.

Для установки режимов прерывания ЭВМ по трштерным сигналам первогои второго уровня (ч и ч ) применялся вновь разработанный программно-управляемый модуль управления и формирования триггер-ных сигналов МУ ФТС.

Для решения задачи идентификации исследуемых реакций rd-on. у*не+апх (KûLi-.pnX) и yd-»dn° и выделения вклада фоновых процес-

сов было использовано второе плечо СЫЗ-12, СЗ) физической .установки (см. рис. I), которое применялось для кинематического переопределения исследуемых процессов. При*этом от уровня сгоктро-метрирования во втором плече зависела эффективность режекции фоновых процессов.

В основе данной организации измерений на экспериментальной установке лежит интерактивное взаимодействие с файлом одтаеох, куда заносилась необходимая кинематическая информация, тип процесса, тип мишени, необходимые данные для работы с РБ-30. включая текущие углы и нули кристалла, направление поляризации, калибровочные данные и т.п.

Описано взаимодействие ЭВМ (с началом измерений) с тремя источниками прерывания (запросами на обслуживание). Также важно отметить, что гю .условиям эксперимента реализована соответствующая логика взаимодействия приоритетов. Обработка данных имела в своей основе следующие особенности, сближающие методику обработки:

1. Наличие общего тригтерного прибора (МЗ-2500).

2. Двухчастичность исследуемых процессов и, собственно, возможность восстановления первичной энергии фотона по однопле-чевой спектрометрической информации в плече МЗ-2500.

3. Работа со спектрами КТИ.

Расчет поляризации производился на основе быстрого Ф.урье-преобразования, позволявшего определять спектр поляризации в области захвата экспериментальной аппаратуры, а также энергетический спектр функции возмущения, определяющей форму экспериментального спектра.

Приведены основные результаты и выводы из них по исследованию процессов ?С-,оп, ?°1_:1->оп. р4Не-»оп И

Экспериментальные результаты по процессу ^-»вп, показаны на рис. 8 в виде энергетической зависимости асимметрии £(е ) для углов протона в с.ц.м. 45°, 60°, 75° и 90°.

Заключение. При разработке средств и методов экспериментальных исследований, измерении, обработки данных и анализа экспериментальной информации были получены следующие основные результаты, которые выносятся на защиту:

1. Разработана и создана автоматизированная система по измерению и контролю параметров квазимонохроматического линейно-поляризованного пучка фотонов на базе парного спектрометра РЭ-ЗО, экспериментальной установки по исследованию процессов фоторождения на нуклонах и легких ядрах, в составе:

- комплекса электронной аппаратуры со специализированными модулями быстрой логической электроники в стандарте КАМАК дая системы измерения, контроля и управления параметрами КХИ парного спектрометра РБ-30 и системы мониторирования фотонного пучка:

- автоматизированной системы управления и контоля тока анализирующего магнита (СП-57) парного спектрометра РБ-ЗО на основе электронных устройств передачи цифровых данных по оптоволоконному кабелю.

2. Разработана и создана автоматизированная система для проведения измерений, наладки, тестирования и оп-ипе контролю на базе двухплечевой экспериментальной установки, имеющей в своем составе магнитный МБ-2500, время-пролетный нейтронный N3-12 и черенковский ЙЭ спектрометры, в составе:

системы электронной аппаратуры в стандарте КАМАК для управления передачей и приемом информации мевду базовой ЭВМ -"МЕЯА—САМАС-125/БМ^А" и УДЭЛеННЫМ КрвЙТОМ КАМАК ПО ВОЛОКОННООП-

тическим линиям связи и размещением электронной аппаратуры физического эксперимента в непосредственной близости от экспериментального оборудования:

- системы электронной аппаратуры специализированных модулей быстрой электроники в стандарте КАМАК для формирования триггерных сигналов двухплечевой экспериментальной установки, организации время-пролетных измерений, тестирования, калибровки и проведения наладочных процедур

- комплекса специализированных модулей электроники в стандарте КАМАК дая функционального управления режимами работ экспериментальной установки, съема информации с многопроволочных пропорциональных камер, контроля высоковольтных напряжений с делителей ФЭУ и т.д.

3. Проведены нзладаа, тестирование и калибровка экспериментальной аппаратуры физической установки по исследованию процес-

сов фотороэдения на нуклонах и легких ядрах в ходе экспериментальных измерений.

4. При помощи электронного комплекса автоматизированной аппаратуры экспериментальной установки и разработанной методики были проведены измерения асимметрии сечения s в реакциях у<а+рп, ^6Li->pnX, /-4Не-»рпХ и J-d-m°d В 00ЛЭСТИ ЭНврГИЙ = 0.3-1.0 ГэВ.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах: . ' •

1. Акопян Г.Г., Волчинский В.Г., Вуколав В.П., Галумян П.И., Карапетян Г.В., Кордонский М.С. Автоматизированная система управления и контроля тока анализирующего магнита парного спектрометра. Препринт ЕФИ-Ю87(50)-88. Ереван, 1988. - 12 с.

2. Акопян Г.Г., Волчинский В.Г., Вуколов В.П., Галумян П.К., Оганезов P.O., Франгуляя Г.С. Система управления удаленным крейтом КАМАК на основе устройств передачи цифровых данных по оптоволоконному кабелю - "Электроника MC 4IOI" для автоматизации физической установки по исследованию процессов фоторождения. Препринт ЕФИ-1079(42)-88. Ереван, 1988. - 18 с.

3. Волчинский В.Г., Вуколов В.П., Галумян П.И., Мовсесян А.К., Оганезов P.O. Электронная аппаратура экспериментальной установки по исследованию поляризационных параметров в реакциях фотороадения на нуклонах и легких ядрах. Препринт ЕФИ-10Э8(51)-88. Ереван, 1988. - 25 с.

4. Adamian F.V.. Aghababian K.Sh.. Asatrian R.A.. Bartitian M.V.. Buniatian ft.Yu.. Franoulian G.S., Galumian P.I.. Grabskv V.H.. Halrapetian A.V., Hakopian H.H., Karapetian G.V.. Karapeti-an V.V., Kordonsky M.S., Oganezov R.p., Oktanian V.K.. Varta-petian A-H-, Volcbinsky V.G., Vukolov V.R. Experimental studv of the photoproduction yd-rdn" and Dhotodisintegration

<S 4

Y L-i-»pnX, y He-.pnX processes bv linearlv polarized photons in

the energy range 0.3-1.0 GeV. Freorint YERPHI-106K241-8B. Yerevan, 19B8. - 2B D.

5. Аветисян А.Э., Адамяя Ф.В., Айрапеткн A.B., Акопян Г.Г., Бу-нятян А.Ю..Вартапетян Г.А., Волчинский В.Г., Вуколов В.П., Галумян П.И., Грабский В.О., Карапетян Г.В., Кордонский М.С., Оганезов P.O., Октанян В.К., Саркисян Р.Ц. Автоматизированная

установка по измерению и контролю параметров квазимонохроматического когерентного фотонного спектра на базе 30-ти канального парного спектрометра. Препринт-ЕФИ-1325(20)-91. Ереван. 1991. - 30 с.

6. Адамян Ф.В. Айрапетян A.B., Акопян Г.Г., Буниатян А.Ю.. Варта-петян Г.А., Волчинский В.Г., Вуколов В.П., Галумян П.И.. Грабския В.О., Карапетян Г.В., Нарапетян В.В., Кордонский М.С., Оганезов P.O., Октанян В.К., Франгулян Г.С. Экспериментальная МеТОДИКа ИССЛВДОВаЯШЗ ПрОЦеССОВ г<1->рпр у\1е-.рпХ, ^dLi;pnX и rd-,n°d на линейно-поляризованном фотонном пучке. Препршгг-ЕФИ-1353(48)-91. Ереван, 1991. - 44 с.

7. Adamian F.V.. Buniatian A.Yu.. Franqulian Б.5.. Galumian P.I.. Grabskv V.H.. Hair ape tian A.V.. Hakooian H.H.. Hoktanian V.K.. Karapetian G.V., Karapetian V.V., Vartapetian A.H., Volchin-sky V.G. Cross-section assyitetrv Z -for the reaction yd->dn in the energy 0.5-0.9 GeV. Phvsics Letters B. v. 232. N 3. 19S9. p. 296-298.

8. Adamian F.V., Buniatian A.Yu..Frangulian G.S.. Galumian P.I.. Grabsky V.H.,Hairapetian A.V., Hatopian H.H., Hoktanian V.K., Karapetian G.V., Karapetian V.V., Vartapetian A.H.. Volchin-

sky V-G. Deuteron photodisintegration bv linearly polarised photons in the energy region 0.3—1,0 GeV. //J. Phys. G: Part. Phys. 17 (1991), p. 1189-1196.

9. Adamian F.V., Buniatian A.Yu.,Franqulian G.S., Galumian P.I.. Grabs! у V.H..Hairapetian A.V., Hakopian H.H., Hoktanian V.K.. Karapetian G.V., Karapetian V.V., Vartapetian A.H., Volchin—

sky V.G. Comparative studv of the d(K*pn)X processes bv linearly polarized photons in the energy range 0.3—0.9 GeV. //J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 17 (1971% p. 1657-1664.

Рис. I. Схема оборудования экспериментальной установки: ^ -- алмазная мишень« к , 2 - коллиматоры.- эм ^ - очищающие магниты: ьг>2 - жидководородная мишень: о - кванто-метр Вильсона; i- - квадрушльные линзы; рзм, вм -отклоняющие магниты; с - тонкие конверторы, рь -свинцовые конверторы: ^ м14. v. т, бв. -

- сцинтшшяционные счетчики: - пропорцио-

нальные камеры.

N4

- Г 1

ДК1 ДК2 ЕССМ 2ССУ 2ССУ ЭССУ гв о а

134 154 134 пмсд мпд УК

кк "I

□г

106А

Т п

СИ

1111111111

МАГИСТРАЛЬ КАМАК

N3

КС пвк пвк пвк НА КА Р1 23 Р1 23 ЕССМ

014, 001 001

кк |

□'Г

10в\

□г

1111111111

МАГИСТРАЛЬ КАМАК

вс-1- вс-1- КК 1

ВС 1 ВСг ВС а ВС 1 4 ВС 13 КС КС * ле 1 □<

ыг 401 401 401 401 401 401 401 017 017

1111111111

МАГИСТРАЛЬ КАМАК

N1

КК I

БУТМ МУ к С КЛС1 клсг АЦП АЦП ис □> юе| о! л

ФТС 350 420 1 1 ) (2) 701 701- 753 753-1

I I I I I I I I I I

МАГИСТРАЛЬ КАМАК

МЕИА-•САМЙС '.БЧ-4Й

Рис. 2. Структурно-функциональная блок-схема электронной аппаратуры экспериментальной установки (программно-управляемые крейтч КАМАК).

ы.с* бвф

Рис. 3. Структурно-функциональная блок-схема электронной аппаратуры парного спектрометра РБ-ЗО.

Рис. 4. Блок-схема электронной аппаратура системы контроля и управления тока анализирующего магнита.

тсд ппдук к к

мель

I Ш пг* Ш{]Г3 Ш

I-

Рис. 5. Блок-схема электронной аппаратуры системы уптавления удаленным крейтом КАМАК по ВОЛС.

<ОША

тп

.6. Энергетическая зависимость асимметрии сечений г для = 45, 60, 75 и 90°. Экспериментальные данные: а - Харьков [ 46] : О - НЗШвЙ рЗЙОТЫ { 50] : Л - ЕСвВЗН (1984) [44] . Кривые представляющие, результаты: 1А [47] - (пунктир): Лаже [48] - (кольца): (со [4?] - (сплошная): нерезонансная часть вк модели [ 51] (короткие тире): вк [51] с вкладом овс (I = 1 г'о2'215й>.

V (2260),*Б (2050},3Р (2179).3Р (21401.(247Ш з о х г л '

I = И 331Ч214В).30з(2362>,1Рэ(223И1))- (ДЛИННЫв ТИШ) .