Фоторождение векторных мезонов в ультрапериферических столкновениях протонов и тяжелых ядер тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

На правах рукописи

00505601у

Ребякова Виктория Александровна

ФОТОРОЖДЕНИЕ ВЕКТОРНЫХ МЕЗОНОВ В УЛЬТРАПЕРИФЕРИЧЕСКИХ СТОЛКНОВЕНИЯХ ПРОТОНОВ И

ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕР

Специальность 01.04.16 - физика атомного ядра и элементарных частиц

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

2 9 НОЯ 2012

Санкт-Петербург - 2012

005056015

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Бердников Ярослав Александрович Официальные оппоненты: Поздняков Валерий Николаевич

доктор физико-математических наук, Объединенный институт ядерных исследований, ведущий научный сотрудник лаборатории физики высоких энергий

Феофилов Григории Александрович

кандидат физико-математических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет», заведующий лабораторией физики сверхвысоких энергий НИИ физики им. В.А. Фока физического факультета СПбГУ Ведущая организация: ФГБУ «Петербургский институт ядерной физики

им. Б.П. Константинова», НИЦ «Курчатовский институт»

Защита состоится «19» декабря 2012 г. в 17 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.229.29 при ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул. 29, главное здание, ауд. 118. С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Автореферат разослан « /^""»ноября 2012 г. Учёный секретарь

диссертационного совета Д 212.229.29 кандидат физико-математических наук доцент Ермакова^Наталья Юрьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационной работы

После завершения в 2007 году экспериментов на коллайдере HERA (DESY, Германия), ультрапериферические столкновения (УПС) протонов и ядер на Большом адронном коллайдере (БАК) являются единственным экспериментальным способом продолжения исследований широкого класса процессов фоторождения векторных мезонов на протонных и ядерных мишенях при высоких энергиях. Актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью планирования и оптимизации экспериментов, планируемых и проводимых на БАК, путем оценок их результатов с помощью существующих теоретических методов. Кроме того, актуальность темы обусловлена и научной значимостью ожидаемых результатов.

Процессы фоторождения с образованием тяжелых векторных мезонов (У/у-мезон) относятся к жестким процессам, которые являются одним из основных источников информации о структуре частиц и динамике их взаимодействий на малых расстояниях. Жесткий масштаб обусловлен сравнительно большой массой векторного мезона (/«,,^=3,096 ГэВ), что позволяет использовать теорию возмущений квантовой хромодинамики (КХД) для расчета сечений когерентного фоторождения тяжелых кваркониев при высоких энергиях. В лидирующем порядке теории возмущении КХД сечение пропорционально квадрату глюонной плотности. Распределение глюонных плотностей в нуклонах и ядрах является одним из ключевых параметров в формировании экстремальных состояний ядерной материн при высоких температурах. В диссертации показано, что именно на БАК можно тщательно исследовать распределения глюонных плотностей в кинематической области, изученной на HERA, а также продвинуться в области ,v<10"4 (х - доля импульса протона, переносимая глюоном) для нуклонов [1] и х< 10 - для ядер [2], которые до настоящего времени были недостижимы ни на одном ускорителе.

Процессы когерентного фоторождения легких векторных мезонов (р-,

ф-мезоны) при малых переданных импульсах относятся к физике мягкого ад-

3

рон-адронного рассеяния. Описание этих процессов в теории возмущений КХД невозможно, и при их исследовании широко используются феноменологические модели, в частности, основанная на теории Редже модель Донне-чи-Лендшоффа. Одной из ключевых гипотез модели является универсальность траектории мягкого померона. Данные, полученные в экспериментах на коллайдере HERA по фоторождению легких векторных мезонов на протонах, ввиду значительных экспериментальных ошибок не позволили однозначно подтвердить или опровергнуть данную гипотезу. Поскольку модель Доннечи-Лендшоффа широко используется как для анализа уже полученных данных по адрон-адронным взаимодействиям, так и для планирования будущих экспериментов, исследование возможности проверки одной из основных ее гипотез является, безусловно, актуальной проблемой.

Работа поддержана в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы.

Цели и задачи диссертационной работы

Основной целью диссертационной работы является изучение процессов фоторождения векторных мезонов (JA|/-, р, ф-мезоны) в УПС протонов при энергиях =7 ТэВ, 14 ТэВ, протонов и ядер при энергии ijsm =8,8 ТэВ и ядер при энергиях ^jSNS =62,4 ГэВ, 130 ГэВ, 2,76 ТэВ, 5,5 ТэВ в рамках существующих теоретических подходов. Выполненные в диссертации исследования важны для анализа проводимых на БАК экспериментов, а также для планирования и оптимизации будущих экспериментов на электрон-ионных коллайдерах.

Научная новизна результатов диссертационной работы

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые: 1. разработан новый метод, который позволяет из измеренного сечения фоторождения векторного мезона с ненулевой быстротой в симметричном УПС тяжелых ядер выделить вклады от рождения мезона низкоэнергетическими и

высокоэнергетическими фотонами, испущенными сталкивающимися ядрами. Ценность предложенного подхода в том, что на данный момент это единственный способ извлечь из данных сечение фоторождения тяжелого векторного мезона фотоном высоких энергий и, следовательно, исследовать поведение ядерной глюонной плотности в области меньших .г;

2. предсказаны величины сечений фоторождения .//у-мезона в УПС ядер свинца с учетом эффектов глюооных экранировок в ядрах и электромагнитного возбуждения ядер, приводящих к их диссоциации, сопровождающейся эмиссией нейтронов;

3. в лидирующем порядке теории возмущений КХД вычислены сечения фоторождения У/у-мезонов в УПС протонов при энергии ylS^ =7 ТэВ и показано, что экспериментальное измерение зависимости сечения от быстроты рожденного мезона в области больших быстрот у>2 позволит определить значения глюонной плотности в протоне, вплоть до д~10"5;

4. вычислены сечения фоторождения р- и ф-мезонов в ультрапериферических протон-протонных и протон-ядерных столкновениях на БАК и предложен способ проверки гипотезы универсальности траектории мягкого померона и исследования роли жесткого померона в модели Доннечи-Лендшоффа.

Достоверность результатов диссертационной работы Результаты диссертационной работы подтверждены первыми экспериментальными данными по фоторождению чармония в ультрапериферических ядро-ядерных столкновениях на БАК, полученными в 2012 году [3].

Практическая значимость результатов диссертационной работы Полученные в диссертации результаты уже использованы при анализе первых данных по фоторождению чармония в ультрапериферических столкновениях ядер свинца на БАК и цитируются в публикации коллаборации ALICE [3]. Предложенный в диссертации новый метод выделения когерентного рождения векторных мезонов фотоном высоких энергий в симметричных ядро-ядерных столкновениях будет использован в анализе данных после

накопления большой статистики, поскольку на данный момент это единст-

5

венный способ исследования ядерных глюонных плотностей при очень малых X.

Научные положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся результаты и выводы диссертационной работы. Публикации и апробация диссертационной работы

По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, список которых приведен в конце автореферата. Результаты работы были доложены:

1. на XV Всероссийской конференции «Фундаментальные исследования и инновации в национальных исследовательских университетах» (2011г., Санкт-Петербург);

2. на 61 международной конференции «ЯДРО-2011» по проблемам ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (2011 г., Саров);

3. на 62 международной конференции «NUCLEUS 2012» (2012 г., Воронеж);

Результаты работы докладывались на научных семинарах кафедры экспериментальной ядерной физики СПбГПУ, Неделях науки СПбГПУ. Личный вклад автора

Личный вклад автора в работы, вошедшие в диссертацию, является определяющим в реализации расчетов, а так же в интерпретации и анализе полученных результатов.

Содержание и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемой литературы. Объем диссертации составляет 129 страниц, в том числе 57 рисунков и 9 таблиц. Список литературы включает 114 наименований.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, поставлены её цели и задачи. Показана научная новизна и практическая значимость результатов диссертационной работы, обоснована их достоверность. Отражено личное участие автора, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, и кратко изложено содержание её разделов.

В первой главе в краткой форме дано описание физики ультрапериферических процессов столкновения протонов и ядер при высоких энергиях [4] и рассмотрен метод эквивалентных фотонов [5]. Этот метод позволяет представить дифференциальное сечение фоторождения векторного мезона в ульт-раперифсрическом столкновении двух заряженных ионов А,А2 —> A,VA2 с массовыми числами А/ и А2 в виде произведения потока фотонов, излученных одним ядром, и сечения фоторождения частицы на втором из сталкивающихся ядер:

dtdv dy dt dv 'di ' ( '

где t - квадрат переданного импульса, ГэВ2; у - быстрота образовавшегося

векторного мезона; ——— - поток квазиреальных фотонов, испускаемых

dv

одним из сталкивающихся ядер; —--сечение когерентного фото-

dt

рождения мезона на втором ядре. Появление второго слагаемого в (1) связано с симметрией ультрапериферических столкновений. Именно благодаря возможности использовать метод эквивалентных фотонов ультрапериферические столкновения релятивистских ионов оказались одним из наиболее эффективных методов исследования сечений фоторождения векторных мезонов при высоких энергиях. Однако, это в свою очередь предъявляет серьезные требования к точности вычисления потоков эквивалентных фотонов. В первой главе проведено изучение этой проблемы и показано, что поток фотонов, излученных ультрарелятивистским тяжелым ядром, может быть вычислен с погрешностью не более 5% .

Во второй главе в лидирующем порядке теории возмущений КХД вычислено сечение когерентного фоторождения .Уу-мезона в УПС протонов при энергии yjS^y =7 ТэВ на БАК. Исследована возможность регистрации J/y-мезонов в эксперименте ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Произведены оценки возможного числа когерентно рожденных .//у-мезонов, заре-

гистрированных в эксперименте ALICE в УПС протонов при энергии ■yJSNW =7 ТэВ в условиях накопленной светимости БАК. Учтен вклад фоновых процессов рождения У/\|у-мезонов в сильных взаимодействиях протонов и УЛ|/-мезонов, рожденных в дифракционных процессах фоторождения, сопровождающихся диссоциацией мишени.

С лидирующей логарифмической точностью сечение фоторождения .//у-мезона на протоне пропорционально квадрату глюонной плотности ё2), где ё2=(£: + Л/%)/4, x = (Q2 + M2Jir)/(lVrp2 + M2J¥), Q2 - виртуальность фотона, Mj - масса J/y-мезона, Wyp - энергия протон-фотонного взаимодействия [6].

>.|ф, (2)

где Г„ — ширина электронного распада УЛ|/-мезона, наклон BJ!¥ параметризован выражением =3,1+ 0,25-lg(s/j„), io=100 ГэВ2.

На рисунке 1 приведено рассчитанное сечение когерентного фоторождения .//у-мезона в УПС протонов при энергии yJSNN =7 ТэВ в зависимости от быстроты рожденного ./Л|/-мезона. Полное сечение составляет 65 нб.

В УПС протонов больший вклад в сечение фоторождения Л\ц-мезона вносит взаимодействие высо-коэнергетичных фотонов и глюонов с малыми х (штриховая линия на рисунке 1). В области больших быстрот у>2 односторонние вклады хорошо разделены и отличаются более, чем на порядок. Таким образом, в кинематических условиях экспериментов на

8

Рисунок 1 Зависимость сечения когерентного фоторождения .//у-мечона от его быстроты в УПС протонов при энергии \1=7 ТэВ (сплошная линия). Штриховая линия - односторонние вклады

БАК при энергии ijs^, =7 ТэВ из рассмотрения процессов когерентного фоторождения ,/Л|/-мезона возможно исследование поведения плотности глюо-нов в протоне в области малых .г, вплоть до

В работе оценены величины геометрического аксептанса мюонного спектрометра детектора ALICE и эффективности регистрации векторных мезонов по димюонному каналу распада J / у/ -> рожденных в У ПС протонов (4%). Предсказано число зарегистрированных У/ху-мезонов при значении интегральной светимости 5,377 пбн"1, накопленной в экспериментах с протонными пучками в эксперименте ALICE в 2010 - 2011 годах (~102 событий).

В третьей главе вычислены сечения фоторождения легких векторных мезонов на протонах в кинематике коллайдера HERA и в ультрапериферических протон-протонных и протон-ядерных взаимодействиях в кинематике БАК в рамках подхода, основанного на использовании метода эквивалентных фотонов. Произведены оценки числа зарегистрированных мезонов в условиях накопленной светимости в эксперименте ALICE.

В отличие от когерентного рождения .//у-мезона, большая масса которого оправдывает применение теории возмущений КХД, когерентное фоторождение р- и ф-мезонов при высоких энергиях и малых переданных импульсах относится к процессам мягкой физики адрон-адронных взаимодействий, в которых доминирует обмен помероном между взаимодействующими адронами. Для описания этих процессов широко используется основанная на теории Редже феноменологическая модель Доннечи-Лендшоффа (ДЛ-модель) [7].

Одной из ключевых гипотез этой модели является универсальность траектории мягкого померона api(i)=api(0)+api'-i=l,095+0,25-t, т.е. независимость параметров траектории от типа взаимодействующих адронов. Эта гипотеза подкреплена обширной совокупностью экспериментальных данных по полным сечениям адрон-адронного рассеяния, однако, из анализа последних данных по когерентному рождению р- и ф-мезонов в экспериментах на кол-

лайдере HERA [8], были получены значения параметра наклона в интервале а-0,12-Ю, 15.

Попытка расширить область применения модели с целью описания когерентных процессов при больших переданных импульсах и процессов фоторождения тяжелых векторных мезонов потребовала модификации модели. Жесткий померон с траекторией аро(/)=аро(0)+аро'-/=1,44+0, W был включен в ДЛ-модель [7] с параметрами траектории определенными из условия наилучшего описания экспериментальных данных по фоторождению ,/Л]/-мезона н легких векторных мезонов при |í|>0,5 ГэВ2 на HERA. Роль жесткого поме-рона с ростом энергии должна возрастать благодаря сравнительно большому значению интерсепта ~1,4.

В рамках ДЛ-модели были рассчитаны сечения фоторождения р- и ф-мезонов на протонах в кинематике HERA и проведен анализ экспериментальных данных по фоторождению легких векторных мезонов на протонах, полученных в экспериментах ZEUS и Hl на коллайдере HERA.

Показано, что однозначный вывод о нарушении универсальности траектории мягкого померона в связи с большими экспериментальными ошибками сделать нельзя. Описание существующих экспериментальных данных в равной степени достигается, как при уменьшении наклона траектории мягкого померона для обеспечения роста сечения с энергией и одновременным отказом от гипотезы жесткого померона, так и при вводе в модель жесткого померона с довольно большим интерсептом в предположении универсальности траектории мягкого померона.

Таким образом, изучение когерентного фоторождения легких векторных мезонов в широком диапазоне энергий, доступных на БАК, позволит проверить более надежно гипотезу универсальности мягкого померона и прояснить роль, так называемого, жесткого померона при описании мягких процессов в рамках ДЛ-модели.

В экспериментах на детекторе ALICE с протонными пучками при энергии •y/S'vv =7 ТэВ в 2010 и 2011 годах значения интегральных светимостей

10

составили 0,5 пби"1 и 4,877 пбн"1, соответственно. На основании рассчитанного значения сечения было оценено число зарегистрированных мезонов: ~1,3-105 р°- мезонов и ~1,7-104ф-мезонов.

Из-за симметрии /^-взаимодействия, точно извлечь значения сечений фоторождения легких векторных мезонов удается только при нулевой быстроте родившегося мезона.

dq/dy, мб Изучение ультрапериферических

протон-ядерных столкновений, в которых отсутствует симметрия, позволяет продвинуться в область ненулевых быстрот (Рисунок 2). Сечение когерентного фоторождения р-мезона на ядре рассчитывалось в модели Глаубе-ра [9]. Вклад этого слагаемого (пунктирная линия на рисунке 2) может быть надежно рассчитан и не будет влиять на изучение роли жесткого по-мерона, включение которого увеличивает сечение на протонной мишени примерно на 25% при j=0 и почти на 40% при у=2. Такое изменение сечения вполне может быть обнаружено при погрешности экспериментальных измерений не превышающей 10%.

В четвертой главе рассчитаны сечения когерентного фоторождения Л у- и р-мезонов в ультрапериферических столкновениях тяжелых ионов для энергий БАК и коллайдера RHIC. Были вычислены полные сечения когерентного фоторождения и сечения когерентного фоторождения мезонов при наличии электромагнитной диссоциации одного или обоих налетающих ядер, сопровождающейся испусканием определенного количества нейтронов. Учтен вклад важных при регистрации .//у-мезонов в эксперименте ALICE фоно-

Рисунок 2 Зависимость сечения когерентного фоторождения р- мезона от его быстроты в протон-ядерном столкновении с энергией \'Л'\л -8,8 ТэВ. Результаты расчетов с использованием модели Глау-бера (/) и ДЛ-модели (2,3) с учетом (2) и без учета (3) вклада жесткого померона

вых процессов: двуфотонного фоторождения мюонных пар и рождения J/\\i-мезонов в сильных взаимодействиях ядер.

Значительная часть (-20%) событий когерентного фоторождения векторного мезона в УПС тяжелых ядер сопровождается эмиссией нейтронов ядром, связанной с электромагнитным возбуждением ядер в конечном состоянии УПС. Если в процессе когерентного фоторождения векторного мезона произошла электромагнитная диссоциация ядер, то, просуммировав сечения процессов фоторождения, сопровождающихся испусканием нейтронов, можно получить полное сечение когерентного фоторождения мезона.

В этом случае, поток виртуальных фотонов был рассчитан с учетом подавления сильных взаимодействий ядер и наличия электромагнитной диссоциации ядер по каналам с испусканием определенного количества нейтронов взаимодействующими ядрами.

Сечение когерентного фоторождения р-мезона на ядре рассчитывалось в модели Глаубера. Данный подход позволил получить хорошее соответствие с экспериментальным!! данными, полученными на STAR для энергий 62,4 и 130 ГэВ (Рисунок 3). Также были получены предсказания величин сечения когерентного фоторождения р-мезона при энергиях БАК с учетом электромагнитного возбуждения ядер в конечном состоянии УПС, приводящего к эмиссии нейтронов.

Процесс фоторождения тяжелых кваркониев относится к физике жестких процессов. С точки зрения квантовой хромодинамики, сечение когерент-

12

Рисунок 3 Сечение фоторождения р-мезона в УПС ядер золота в зависимости от энергии VSv. v. Точки -экспериментальные данные STAR. (<7)-процесс, сопровождающегося эмиссией нейтронов из сталкивающихся ядер; (б)- полное сечение когерентного фоторождения

ного фоторождения тяжелых кваркониев при высоких энергиях пропорционально квадрату глюонной плотности в ядре g.l(x,Q1). С уменьшением х, эффект ядерных экранировок становится существенным < Л (*,£?")), способствует замедлению роста глюонных плотностей в ядрах и должен быть учтен. Эффект ядерных экранировок характеризуется отношением плотности глюонов ядре gl(x,Q2) и плотности глюонов в протоне ¿\.(л,£>:), которое было рассчитано в приближении лидирующих твистов [10].

В УПС ядер свинца при энергии д/^.д, =2,76 ТэВ, при быстроте рожденного УЛу-мезона у~2 исследование глюонной плотности возможно до значения д?=1,5-10"4, однако, вклад от рождения векторного мезона низкоэнергетичным фотоРисунок 4 Зависимость сечения когерентного ном в области х=10"2, при данных фоторождения У/у-мезоиа от его быстроты в быстрохах будет превалировать

УПС ядер свинца при энергии /т, ..

(Рисунок 4), все это приведет к

^З.\1.у=2,76 ТэВ, при условии, что электромаг-

серьезным погрешностям в опреде-

нитнои диссоциации ядер не произошло.

Штриховая линия-односторонние вклады лен,ш Распределений глюонной

плотности в ядре. В данном разделе предложен новый метод однозначного выделения односторонних вкладов в сечение фоторождения векторных мезонов, при совместном рассмотрении нескольких каналов электромагнитной диссоциации ядер. Например, при рассмотрении столкновений, в которых не произошло электромагнитной диссоциации (ОпОп) и в которых одно из взаимодействующих ядер испустило нейтроны (ОпХп), решив систему уравнений

лт — F rr 4- F rr

£>01,0,, — 0,iOn '^rA-tJl/A rOnOn ' UrA^>JlfA

C3)

— FL rrL 4- F" rr" '

"On.V» — OnXn '™yA->J,yA + OnXrr ' °yA^>J,y/A

можно определить сечение рождения мезона высокоэнергетическими фотонами, испущенными сталкивающимися ядрами ff",^.,^,, что позволит исследовать поведение глюонной плотности в ядрах, вплоть до х~10"4. При этом необходимо, чтобы потоки виртуальных фотонов F были вычислены с хорошей точностью ~5%.

В заключении изложены основные результаты и выводы диссертационной работы.

Правильность используемой модели подтверждена экспериментально: в статье [3] были опубликованы первые экспериментальные результаты по измерению сечения эксклюзивного фоторождения J/y-мезонов в УПС ионов свинца при энергии ^¡Sss =2,76 ТэВ на БАК; они подтверждают предсказанное в настоящей работе сечение в пределах экспериментальных погрешностей.

Основные результаты диссертационной работы

В работе получены следующие результаты:

1. сечение фоторождения 7/\|/-мезона в УПС протонов при y]Sm, =7 ТэВ, рассчитанное в лидирующем порядке теории возмущений КХД. Предсказаны значения полного сечения и его зависимость от быстроты;

2. сечения фоторождения р- и ф-мезонов на протонах, рассчитанные в рамках основанной на теории Редже модели Доннечи-Лендшоффа (ДЛ);

3. сечения фоторождения р- и ф-мезонов в ультрапериферических протон-протонных н протон-ядерных столкновениях при энергиях БАК, рассчитанные в рамках ДЛ-модели;

4. сечения фоторождения р-мезонов в УПС ядер при энергиях RHIC и БАК, рассчитанные в рамках модели Глаубера;

5. сечение когерентного фоторождения УЛу-мезона на ядре в У ПС ядер свинца при энергиях БАК, рассчитанные в лидирующем порядке теории возмущений КХД;

6. разработан новый метод однозначного извлечения значений глюонных плотностей в ядрах при совместном анализе нескольких каналов диссоциации ядер, связанной с электромагнитным возбуждением ядер в конечном состоянии ультрапериферического рассеяния.

Основные выводы, полученные в диссертации

1. экспериментальное измерение зависимости сечения фоторождения J/\y-мезонов ОТ быстроты В УПС протонов при энергии y]SVN =7 ТэВ позволит определить значения глюонной плотности в протоне, вплоть до л~10"5;

2. значительные экспериментальные ошибки ZEUS и Н1 не позволяют подтвердить или опровергнуть одну из ключевых гипотез ДЛ-модели - гипотезу универсальности померонной траектории;

3. описание существующих экспериментальных данных ZEUS и Н1 в равной степени достигается, как при уменьшении наклона траектории мягкого поме-рона для обеспечения роста сечения с энергией и одновременным отказом от гипотезы жесткого померона, так и при вводе в модель жесткого померона с довольно большим интерсептом (-1,2 ГэВ2) в предположении универсальности траектории мягкого померона;

4. измерение сечения фоторождения р- и ф-мезонов в ультрапериферических протон-протонных и протон-ядерных столкновениях в экспериментах на БАК позволит проверить гипотезу универсальности померонной траектории и прояснить роль жесткого померона, если сечения фоторождения будут измерены при энергии фотон-протонного взаимодействия W >200 ГэВ с погрешностью не более 10%;

5. применение предложенного в диссертации метода разделения вкладов фоторождения .//у-мезонов фотонами низких и высоких энергий позволит, во-первых, однозначно выделить сечение фоторождения векторного мезона, а

во-вторых, найти значения глюонных плотностей в области малых .г, вплоть до дг^КГ4 и определить в этой области факторы глюонных экранировок. Список работ, опубликованных по теме диссертации Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. Rebyakova, V. LHC potential for study of the small дг gluon physics in ultraperipheral collisions of 3,5 TeV protons [Text] / V. Rebyakova, M. Strikman, M. Zhalov // Phys. Rev. D. - 2010. - Vol. 81. - № 3. - P. 125-130.

2. Бердников, Я.А. Когерентное фоторождение легких векторных мезонов в ультрапериферических протон-протонных столкновениях на Большом ад-ронном коллайдере [Текст] / Я.А. Бердников, М.Б. Жалов, В.А. Ребякова // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки-2010.-№ 4( 109).-С. 128- 133.

3. Бердников, Я.А. Жесткий померон Доннечи - Лендшоффа в когерентном фоторождении р-мезона при малых переданных импульсах [Текст] / Я.А. Бердников, М.Б. Жалов, В.А. Ребякова // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки.-2011.-№ 3(129).-С. 152- 158.

4. Rebyakova, V. Coherent р and J/y photoproduction in ultraperipheral processes with electromagnetic dissociation of heavy ions at RHIC and LHC [Text] / V. Rebyakova, M. Strikman, M. Zhalov // Phys. Lett. B. - 2012. - Vol. 710. - № 4-5. - P. 647-653.

5. Бердников, Я.А. Фоторождение легких векторных мезонов в ультрапериферических столкновениях на Большом Адронном Коллайдере [Текст] / Я.А. Бердников, М.Б. Жалов, В.А. Ребякова // Известия РАН. Сер. физ-2012.-Т.176. -№ 8-С. 1021- 1024.

Список литературы [1] Martin, A.D. Small х gluon from exclusive J/\|/ production [Электронный ресурс] / A.D. Martin, C. Nockles, M. Ryskin, T. Teubner. - Режим доступа: arXiv:0709.4406v 1 [hep-ph], - 2007.

[2| Eskola, K.J. EPS09 - A new generation of NLO and LO nuclear parton distribution functions [Text] / K.J. Eskola, H. Paukkunen, C.A. Salgado // JHEP. -2009,-Vol.04.-P.65.

[3] ALICE Collaboration. Coherent J/ц/ production in ultra-peripheral Pb-Pb collisions at VSnn=2.76 TeV [Электронный ресурс] / ALICE Collaboration - Режим доступа: arXiv:l209.3715vl [nucl-ех]. - 2012.

[4] Baltz, A.J. The Physics of Ultraperipheral Collisions at the LHC [Text] / A. J. Baltz, G. Baur, D. d'Enterria, et al. // Phys. Rep. - 2008. - Vol. 458. - P. 1-171.

[5] Williams, E.J. Nature of the high energy particle of penetrating radiation and status of ionization and radiation formulae [Text] / E.J. Williams // Phys. Rev. -1934.-Vol. 45.-P. 729-730.

[6] Ryskin, M.G. Diffractive J/y electroproduction in LLA QCD [Text] / M.G. Ryskin. // Z. Phys. C. - 1993. - Vol. 57. - P. 89-92.

[7] Donnachie, A. Exclusive vector meson photoproduction: confirmation of Regge theory [Text] / A. Donnachie, P.V. Landshoff// Phys. Lett. - 2000. - Vol. 478.-P. 146-150.

[8] Olsson, J. A new measurement of exclusive p0 photoproduction at HERA [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://arxiv.org/abs/hep-ex/0610077vl. - 2006.

|9] Bauer, Т.Н. The hadronic properties of the photon in high-energy interactions [Text] / Т.Н. Bauer, R.D. Spital, D.R. Yennie, F.M. Pipkin // Rev. Mod. Phys. -1978.-Vol. 50,-№2.-P. 261-436.

|10| Frankfurt, L. Leading twist nuclear shadowing phenomena in hard processes with nuclei [Электронный ресурс] / L.Frankfurt, V.Guzey, M.Strikman - Режим доступа: arXiv: 1106.209 lv2 [hep-ph], - 2011.

Подписано в печать 08.11.2012. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 9921Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.:(812)550-40-14 Тел./факс: (812) 297-57-76

Введение.

Глава 1. Ультранериферические столкновения протонов и тяжелых ядер при высоких энергиях.

1.1. Метод эквивалентных фотонов.

1.2. Поток эквивалентных фотонов испущенных протоном.

1.3. Поток эквивалентных фотонов испущенных ядром.

1.4. Ультрапериферические столкновения протонов и тяжелых ядер.

Глава 2. Сечение когерентного фоторождения У/у-мезона в УПС протонов на БАК.

2.1. Глюонные плотности в протоне.

2.2. Сечение когерентного фоторождение У/у-мезонов в УПС протонов на БАК.

2.3. Зависимость сечения когерентного фоторождения УА|/-мезона в УПС протонов от быстроты.

2.4. Фоторождение УЛ|/-мезонов в УПС протонов и антипротонов на Tevatron

2.5. Экспериментальная установка ALICE.

2.6. Оценка геометрического аксептанса и эффективности регистрации детекторов.

2.7. Возможное количество зарегистрированных У/у-мезонов на БАК.

2.8. Фоновые процессы - рождение УЛ|/-мезонов в сильных взаимодействиях протонов.

2.9. Фоторождение УЛ|/-, р- и ф-мезонов, сопровождающееся дифракционной диссоциацией мишени.

2.10. Результаты и выводы.

Глава 3. Сечение когерентного фоторождения легких векторных мезонов в ультрапериферических протон-протонных и протон-ядерных взаимодействиях на БАК.

3.1. Стандартная модель векторной доминантности.

3.2. Модель Доннечи-Лендшоффа.

3.3. Эксклюзивное фоторождение р- и ф-мезонов в экспериментах ZEUS и HI

3.4. Анализ процессов эксклюзивного фоторождения р- и ф-мезонов в экспериментах ZEUS и HI.

3.5. Зависимость сечения фоторождения легких векторных в УПС протонов от быстроты рожденного векторного мезона.

3.6. t - зависимость сечения фоторождения легких векторных мезонов в УПС протонов.

3.7. Возможное количество зарегистрированных когерентно-рожденных легких векторных мезонов в эксперименте.

3.8. Обобщенная модель векторной доминантности.

3.9. Роль вклада жесткого померона. Универсальность траектории мягкого померона.

3.10. Сечение фоторождения векторных мезонов в ультрапериферических протон-ядерных столкновениях.

3.11. Результаты и выводы.

Глава 4. Когерентное фоторождение Л\|/- и р-мезонов в ультрапериферических столкновениях тяжелых ионов для энергии БАК и коллайдера RHIC.

4.1. Электромагнитная диссоциация ядер.

4.2. Поток квазиреальных фотонов испущенных ядром.

4.3. Сечение когерентного фоторождения р-мезона в УПС ядер.

4.3.1. Энергия STAR 62,4, 130 и 200 ГэВ.

4.3.2. Моделирование процесса рождения р-мезона в УПС ядер с помощью программного пакета StarLight.

4.3.3. Энергия БАК 2,76 и 5,5 ТэВ.

4.3.4. Результаты и выводы.

4.4. Глюонные плотности в ядрах.

4.5. Учет ядерных экранировок в приближении лидирующих твистов.

4.6. Сечение когерентного фоторождения У/\|/-мезона в УПС ядер.

4.6.1. Энергия STAR 130 и 200ГэВ.

4.6.2. Фоторождение J/у/-мезона в ультрапериферических столкновениях ядер золота в эксперименте PHENIX.

4.6.3. Энергия БАК2,16 и 5,5 ТэВ.

4.6.4. Метод выделения сечения фоторождения Му^мезона фотонами высоких энергий.

4.7. Фоновый процесс - фоторождение пар мюонов в уу -взаимодействии.

4.8. Фоновый процесс - рождение У/у-мезонов в сильных взаимодействиях ядер.

4.9. Результаты и выводы.

Экспериментальное подтверждение правильности использованной модели

Актуальность темы диссертационной работы

После завершения в 2007 году экспериментов на коллайдере HERA (DESY, Германия), ультрапериферические столкновения (УПС) протонов и ядер на Большом адронном коллайдере (БАК) являются единственным экспериментальным способом продолжения исследований широкого класса процессов фоторождения векторных мезонов на протонных и ядерных мишенях при высоких энергиях. Актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью планирования и оптимизации экспериментов, планируемых и проводимых на БАК, путем оценок их результатов с помощью существующих теоретических методов. Кроме того, актуальность темы обусловлена и научной значимостью ожидаемых результатов.

Процессы фоторождения с образованием тяжелых векторных мезонов (У/у-мезон) относятся к жестким процессам, которые являются одним из основных источников информации о структуре частиц и динамике их взаимодействий на малых расстояниях. Жесткий масштаб обусловлен сравнительно большой массой векторного мезона (/»^=3,096 ГэВ), что позволяет использовать теорию возмущений квантовой хромодинамики (КХД) для расчета сечений когерентного фоторождения тяжелых кваркониев при высоких энергиях. В лидирующем порядке теории возмущений КХД сечение пропорционально квадрату глюонной плотности. Распределение глюонных плотностей в нуклонах и ядрах является одним из ключевых параметров в формировании экстремальных состояний ядерной материи при высоких температурах. В диссертации показано, что именно на БАК можно тщательно исследовать распределения глюонных плотностей в кинематической области, изученной на HERA, а также продвинуться в области х < Ю-4 (х - доля импульса протона, переносимая глюоном) для нуклонов [1] и л-<10~2 для ядер [2], которые до настоящего времени были недостижимы ни на одном ускорителе.

Процессы когерентного фоторождения легких векторных мезонов (р-, ф-мезоны) при малых переданных импульсах относятся к физике мягкого адрон-адронного рассеяния. Описание этих процессов в теории возмущений КХД невозможно, и при их исследовании широко используются феноменологические модели, в частности, основанная на теории Редже модель Доннечи-Лендшоффа. Одной из ключевых гипотез модели является универсальность траектории мягкого померона. Данные, полученные в экспериментах на коллайдере HERA по фоторождению легких векторных мезонов на протонах, ввиду значительных экспериментальных ошибок не позволили однозначно подтвердить или опровергнуть данную гипотезу. Поскольку модель Доннечи-Лендшоффа широко используется как для анализа уже полученных данных по адрон-адронным взаимодействиям, так и для планирования будущих экспериментов, исследование возможности проверки одной из основных ее гипотез является, безусловно, актуальной проблемой.

Работа поддержана в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы.

Цели и задачи диссертационной работы

Основной целью диссертационной работы является изучение процессов фоторождения векторных мезонов (JA|/-, р, ф-мезоны) в УПС протонов при энергиях y]SNл, =7 ТэВ, МТэВ, протонов и ядер при энергии yJSiVд, =8,8 ТэВ и ядер при энергиях =62,4 ГэВ, 130 ГэВ, 2,76 ТэВ, 5,5 ТэВ в рамках существующих теоретических подходов. Выполненные в диссертации исследования важны для анализа проводимых на БАК экспериментов, а также для планирования и оптимизации будущих экспериментов на электрон-ионных коллайдерах.

Научная новизна результатов диссертационной работы

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:

1. разработан новый метод, который позволяет из измеренного сечения фоторождения векторного мезона с ненулевой быстротой в симметричном УПС тяжелых ядер выделить вклады от рождения мезона низкоэнергетическими и высокоэнергетическими фотонами, испущенными сталкивающимися ядрами. Ценность предложенного подхода в том, что на данный момент это единственный способ извлечь из данных сечение фоторождения тяжелого векторного мезона фотоном высоких энергий и, следовательно, исследовать поведение ядерной глюонной плотности в области меньших л-;

2. предсказаны величины сечений фоторождения УЛ|/-мезона в УПС ядер свинца с учетом эффектов глюооных экранировок в ядрах и электромагнитного возбуждения ядер, приводящих к их диссоциации, сопровождающейся эмиссией нейтронов;

3. в лидирующем порядке теории возмущений КХД вычислены сечения фоторождения У/у-мезонов в УПС протонов при энергии sJSm =7 ТэВ и показано, что экспериментальное измерение зависимости сечения от быстроты рожденного мезона в области больших быстрот у>2 позволит определить значения глюонной плотности в протоне, вплоть до л~10"5;

4. вычислены сечения фоторождения р- и ф-мезонов в ультрапериферических протон-протонных и протон-ядерных столкновениях на БАК и предложен способ проверки гипотезы универсальности траектории мягкого померона и исследования роли жесткого померона в модели Доннечи-Лендшоффа.

Достоверность результатов диссертационной работы

Результаты диссертационной работы подтверждены первыми экспериментальными данными по фоторождению чармония в ультрапериферических ядро-ядерных столкновениях на БАК, полученными в 2012 году [3].

Практическая значимость результатов диссертационной работы

Полученные в диссертации результаты уже использованы при анализе первых данных по фоторождению чармония в ультрапериферических столкновениях ядер свинца на БАК и цитируются в публикации коллаборации ALICE [3]. Предложенный в диссертации новый метод выделения когерентного рождения векторных мезонов фотоном высоких энергий в симметричных ядро-ядерных столкновениях будет использован в анализе данных после накопления большой статистики, поскольку на данный момент это единственный способ исследования ядерных глюонных плотностей при очень малых х.

Научные положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся результаты и выводы диссертационной работы.

Публикации и апробация диссертационной работы

По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, список которых приведен в конце автореферата.

Результаты работы были доложены:

1. на XV Всероссийской конференции «Фундаментальные исследования и инновации в национальных исследовательских университетах» (2011 г., Санкт-Петербург);

2. на 61 международной конференции «ЯДРО-2011» по проблемам ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (2011 г., Саров);

3. на 62 международной конференции «NUCLEUS 2012» (2012 г., Воронеж).

Результаты работы докладывались на научных семинарах кафедры экспериментальной ядерной физики СПбГПУ, Неделях науки СПбГПУ.

Личный вклад автора

Личный вклад автора в работы, вошедшие в диссертацию, является определяющим в реализации расчетов, а так же в интерпретации и анализе полученных результатов.

Содержание и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемой литературы. Объем диссертации составляет 129 страниц, в том числе 57 рисунков и 9 таблиц. Список литературы включает 114 наименований.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1]. Rebyakova, V. LHC potential for study of the small x gluon physics in ultraperipheral collisions of 3,5 TeV protons [Text] / V. Rebyakova, M. Strikman, M. Zhalov // Phys. Rev. D. - 2010. - Vol. 81. - № 3. - P. 125-130.

2]. Ребякова, B.A. Когерентное фоторождение легких векторных мезонов в ультрапериферических протон-протонных столкновениях на Большом адронном коллайдере [Текст] / Я.А. Бердников, М.Б. Жалов, В.А. Ребякова // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки.-20Ю.-№ 4(109).-С. 128- 133.

3]. Ребякова, В.А. Жесткий померон Доннечи - Лендшоффа в когерентном фоторождении р-мезона при малых переданных импульсах [Текст] / Я.А. Бердников, М.Б. Жалов, В.А. Ребякова // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки-2011.-№ 3(129).-С. 152- 158.

4]. Rebyakova, V. Coherent р and J/ц/ photoproduction in ultraperipheral processes with electromagnetic dissociation of heavy ions at RHIC and LHC [Text] / V. Rebyakova, M. Strikman, M. Zhalov // Phys. Lett. B. - 2012 - Vol. 710. - № 4-5. -P. 647-653.

5]. Ребякова, В.А. Фоторождение легких векторных мезонов в ультрапериферических столкновениях на Большом Адронном Коллайдере [Текст] / Я.А. Бердников, М.Б. Жалов, В.А. Ребякова // Известия РАН. Сер. физ.-2012.-Т.176. -№ 8-С. 1021- 1024.

6]. Rebyakova, V.A. J/y-meson detection possibility in ultraperipheral Pb-Pb collisions at Vs=2.76 TeV [Текст] / Ya.A. Berdnikov, V.A. Rebyakova // LXII International conference "NUCLEUS 2012". Fundamental Problems of Nuclear

Technologies. Book of Abstracts. June 25 - 30, 2012 . Voronezh. Russia - 2012. -P. 119.

Заключение

1. Martin, A.D. Small x gluon from exclusive J/i./ production Электронный ресурс] / A.D. Martin, С. Nockles, M. Ryskin, Т. Teubner. Режим доступа: arXiv:0709.4406vl [hep-ph], - 2007.

2. Eskola, K.J. EPS09 A new generation of NLO and LO nuclear parton distribution functions Text. / K.J. Eskola, H. Paukkunen, C.A. Salgado // JHEP. - 2009 - Vol.04. - P.65-77.

3. ALICE Collaboration. Coherent J/v|/ production in ultra-peripheral Pb-Pb collisions at VSnn=2.76 TeV Электронный ресурс. / ALICE Collaboration -Режим доступа: arXiv:1209.3715vl [nucl-ех]. 2012.

4. Baltz, A.J. The Physics of Ultraperipheral Collisions at the LHC Text. / A. J. Baltz, G. Baur, D. d'Enterria, et al. // Phys. Rep. 2008. - Vol. 458. - P. 1171.

5. Williams, E.J. Nature of the high energy particle of penetrating radiation and status of ionization and radiation formulae Text. / E.J. Williams // Phys. Rev.- 1934.-Vol. 45.-P. 729-730.

6. Ryskin, M.G. Diffractive J/y electroproduction in LLA QCD Text. / M.G. Ryskin. // Z. Phys. C. 1993. - Vol. 57. - P. 89-92.

7. Donnachie, A. Exclusive vector meson photoproduction: confirmation of Regge theory Text. / A. Donnachie, P.V. Landshoff // Phys. Lett. 2000. -Vol. 478.-P. 146-150.

8. Weber, R. Diffraction rhoO photoproduction at HERA Text. / R. Weber. -Zurich: PhD thesis ETH, 2006. 181 p.

9. Bauer, Т.Н. The hadronic properties of the photon in high-energy interactions Text. / Т.Н. Bauer, R.D. Spital, D.R. Yennie, F.M. Pipkin // Rev. Mod. Phys.- 1978.-Vol. 50.-№2.-P. 261-436.

10. Frankfurt, L. Leading twist nuclear shadowing phenomena in hard processes with nuclei Электронный ресурс. / L.Frankfurt, V.Guzey, M.Strikman -Режим доступа: arXiv: 1106.209 lv2 [hep-ph], 2011.

11. Fermi, E. On the Theory of Collisions between Atoms and Electrically Charged Particles Text. / E. Fermi // Nuovo Cim. 1925 - Vol. 2. - P. 143158.

12. Берестецкий, В.Б. Теоретическая физика. T.4. Квантовая электродинамика. Текст. / В.Б. Берестецкий, Е.М. Лифшиц, Л.П. Питаевский. -М.: Физматлит, 2006. 719 с.

13. Krauss, F. Photon and Gluon Induced Processes in Relativistic Heavy-Ion Collisions Text. / F. Krauss, M. Greiner, G. Soff// Prog. Part. Nucl. Phys. -1997.-Vol. 39.-P. 503-564.

14. Simon, G. Absolute electron Proton Cross-Sections at Low Momentum Transfer Measured with a High Pressure Gas Target System Text. / G. Simon, C. Schmitt, F. Borkowski, et al. // Nucl.Phys.A. 1980. - Vol. 333. - P.381-391.

15. Arnold, R.G. Measurement of Elastic electron Scattering from the Proton at High Momentum Transfer Text. / R.G.Arnold, P.E.Bosted, C.C.Chang, et al. //Phys.Rev.Lett. 1986. -Vol. 57. - P. 174-188.

16. Andivahis, L. Measurements of the electric and magnetic form-factors of the proton from QA2 = 1.75-GeV/cA2 to 8.83-GeV/cA2 Text. / L. Andivahis, A.Lung, et al. // Phys.Rev.D. 1994. - Vol. 50. - P.5491-5517.

17. Christy, M.E. Measurements of electron proton elastic cross-sections for 0.4 < Q**2 < 5.5 (GeV/c)**2 Text. / M.E.Christy, et al. E94110 Collaboration// Phys.Rev.C. -2004. Vol. 70. - P.015206-015215.

18. Qattan, I. Precision Rosenbluth measurement of the proton elastic form-factors Text. / I.Qattan, J.Arrington, R.E.Segel, et al. // Phys.Rev.Lett. 2005. -Vol. 94. - P.142301-142310.

19. Drees, M. Production of supersymmetric particles in elastic ep collisions Text. / M. Drees, D. Zeppenfeld // Phys. Rev. D. 1989. - Vol. 39. - № 9. -P. 252-253.

20. Jackson, J.D. Classical Electrodynamics, 2nd edition. John Wiley & Sons 1975.-519 p.

21. Kniehl, B.A. Elastic ep scattering and the Weizsaicker-Williams approximation Text. / B.A. Kniehl // Phys. Lett. B. 1991. - Vol. 254. - № 1,2. - P.267-273.

22. Afanasiev, A. Photoproduction of J/psi and of high mass e+e- in ultra-peripheral Au+Au collisions at sqrt(sNN) = 200 GeV Text. / PHENIX Collaboration, [A. Afanasiev, et al] // Phys. Lett. B. 2009. - Vol. 679. -P. 321-329.

23. Aaltonen, T. Evidence for a Narrow Near-Threshold Structure in the J!yj(p Mass Spectrum in B+—>J/y/(pK+ Decays Text. / T. Aaltonen et al. [CDF Collaboration] // Phys. Rev. Lett. -2009. Vol. 102. - P.242001-242011.

24. DrelI, S.D. Electrodynamic processes with nuclear targets Text./ S.D. Drell, J.D. Walecka. //Ann. of Phys. 1964. - Vol. 28. - P. 18-33.

25. Gross, D. Ultraviolet behavior of non-abelian gauge theories Text. / D. Gross, F. Wilczek. // Phys. Rev. Lett. 1973. - Vol. 30. - P. 1343-1346.

26. Bjorken, J.D. Asymptotic sum rules at infinite momentum Text. / J.D. Bjorken//Phys.Rew. 1969.- Vol. 179.-№5.-P. 1547-1553.

27. PumpIin, J. New generation of parton distributions with uncertainties from global QCD analysis Text. / J. Pumplin et al. CTEQ Collaboration // JHEP -2002.-Vol. 07.-P. 12-20.

28. Martin, A.D. MRST partons generated in a fixed-flavour scheme Text. / A.D. Martin, W.J. Stirling, R.S. Thorne // Phys. Lett. B 2006. - Vol. 636. P. 259264.

29. Tung, W.K. Heavy quark mass effects in deep inelastic scattering and global QCD analysis Text. / W.K. Tung et al. CTEQ Collaboration // JHEP 2007. -Vol. 02 - P. 53-66.

30. Martin, A.D. Uncertainties of predictions from parton distributions I: Experimental errors Text. / A.D. Martin, R.G. Roberts, W.J. Stirling et al. // Eur. Phys. J. C. 2003. - Vol. 28. - P. 455-473.

31. Martin, A.D. Physical Gluons and High $ET$ Jets Text. / A.D. Martin, R.G. Roberts, W.J. Stirling et al. // Phys. Lett. B 2004. - Vol. 604. - P. 6168.

32. Martin, A.D. Update of parton distributions at NNLO Text. / A.D. Martin, W.J. Stirling, R.S. Thorne et al. // Phys. Lett. B 2007. - Vol. 652. - P. 292299.

33. Aktas, A. Inclusive Measurement of Diffractive Deep-Inelastic Scattering at HERA Text. / A. Aktas et al. HI Collaboration. // Eur. Phys. J. C. 2006. -Vol. 46.-P. 585-603.

34. Chekanov, S. Exclusive Electroproduction on J/\|/ Mesons at HERA Text. / S. Chekanov et al. ZEUS Collaboration // Nucl. Phys. B. 2004. - Vol. 695. -P. 3-37.

35. Breitweg, J. Exclusive electroproductionof rhoO and J/psi mesons at HERA Text. / J. Breitweg et al. ZEUS Collaboration // Eur.Phys.J.C. 1999. -Vol. 6. - P. 603-609.

36. Brodsky, S. J. Diffractive leptoproduction of vector mesons in QCD Text. / S. J. Brodsky, L. Frankfurt, J. F. Gunion, [et al]. // Phys. Rev. D. 1994. -Vol. 50.-P. 3134-3144.

37. Adloff, C. Elastic Photoproduction of J/psi and Upsilon Mesons at HERA Text. / HI Colaboration, [C. Adloff, et al] // Phys. Lett. B. 2000. - Vol. 483. -P. 23-35.

38. Strikman, M. Neutron tagging of quasielastic J/psi photoproduction off nucleus in ultraperipheral heavy ion collisions at RHIC energies Text. / M. Strikman, M. Tverskoy, M. Zhalov. // Phys. Lett. B. 2005. - Vol. 626 -P. 72-79.

39. Rebyakova, V. LHC potential for study of the small x gluon physics in ultraperipheral collisions of 3,5 TeV protons Text. / V. Rebyakova,

40. M. Strikman, М. Zhalov // Phys. Rev. D. 2010. - Vol. 81. - № 3. - P. 125130.

41. ALICE Collaboration, ALICE: Physics Performance Report, Volume I Text. / F. Carminati, P. Foka, P. Giubellino, et. al. ALICE Collaboration // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 2004. - Vol. 30. - P. 1517-1763.

42. ALICE Collaboration, ALICE: Physics Perfonnance Report, Volume II Text. / B. Alessandro, F. Antinori, J. A. Belikov, et. al. ALICE Collaboration // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 2006. - Vol. 32. - P. 1295-2040.

43. Anelli, M. Performance of the LHCb muon system with cosmic rays Text. / M.Anelli, R.Antunes Nobrega, G.Auriemma, et al. // JINST- 2010. Vol. 5. -P.10003-10011.

44. AliRoot installation. http://aliweb.cern.ch/Offline/AliRoot/Installation.html.

45. Wang, X. N. HIJING 1.0: A Monte Carlo program for parton and particle production in high energy hadronic and nuclear collisions Text. / X.N.Wang, M. Gyulassy//Сотр. Phys. Comm. 1994. - Vol. 83.-P. 307-331.

46. Sjostrand, T. PYTHIA 6.3 Physics and Manual Электронный ресурс. / Т. Sjostrand, L. Lonnblad, S. Mrenna, et al. Режим доступа: arXiv: hep-ph/0308153. -2003.

47. ALICE Collaboration, Rapidity and transverse momentum dependence of inclusive J/psi production in pp collisions at VS=7 TeV Электронный ресурс. / ALICE Collaboration. Режим доступа: arXiv: 1105.0380v2 [hep-ex].-2011.

48. ALICE Collaboration, J/psi Production as a Function of Charged Particle Multiplicity in pp Collisions at sqrt(s) = 7 TeV Электронный ресурс. / ALICE Collaboration. Режим доступа: arXiv: 1202.2816vl [hep-ex]. -2012.

49. Donnachie, S. Pomeron physics and QCD Text. / S. Donnachie, G. Dosch, P. Landshoff, O. Nachtmann. // Cambridge: Cambridge University Press -2002. 360 p.

50. Грибов, В.Н. О возможном асимптотическом поведении упругого рассеяния Текст. // ЖЭТФ. 1961Т. 41. - С. 667-669.

51. Froissart, М. Asymptotic behavior and substractions in the Mandelstam representation Text. / M.Froissart. // Phys.Rev. 1961. - Vol. 123. - №3. -P.1053-1057.

52. Donnachie, A. Total cross sections Text. / A. Donnachie, P.V. Landshoff // Phys. Lett. B. 1992. - Vol. 296. - P. 227-232.

53. Donnachie, A. Exclusive vector meson photoproduction: confirmation of Regge theory Text. / A. Donnachie, P.V. Landshoff // Phys. Lett. 2000. -Vol. 478.-P. 146-150.

54. Коллинз, П. Введение в реджевскую теорию и физику высоких энергий Текст. / П. Коллинз. М.: Атомиздат, 1980. - 227 с.

55. Левин, Е.М. Рост полных сечений адронных взаимодействий с увеличением энергии Текст. / Е.М. Левин, М.Г. Рыскин. // УФН. 1989. -Т. 158. -Вып.2. - С. 177-214.

56. Landshoff, P.V. The soft pomeron Электронный ресурс. / P.V. Landshoff. Режим доступа: arXiv: hep-ph/9605383vl. - 1996.

57. CudelI, K. Soft Pomeron and Lower-Trajectory Intercepts Электронный ресурс. / К. Kang, J. R. Cudell, V. V. Ezhela, et. al. Режим доступа: arXiv: hep-ph/9812429. - 1998.

58. Donnachie, A. Inclusive Photoproduction Of Rho And Omega In The Photon Energy Range 20-gev To 70-gev Text. / A. Donnachic, P. V. Landshoff. // Nucl. Phys. B. 1984. -Vol. 245. - P.189-214.

59. Jaroszkiewicz, G.A. Model for Diffraction Excitation Text. / G.A.Jaroszkiewicz, P.V. Landshoff. // Phys.Rev. D. 1974. - Vol.10. -№1. -P.170-174.

60. Ryskin, M.G. t dependences of vector meson diffractive production in e p collisions Text. / M.G.Ryskin, Yu.M. Shabelski, A.G.Shuvaev // Phys. Lett. B. - 1999. - Vol. 446. - P. 48-52.

61. Chekanov, S. Exclusive Electroproduction on J/vj/ Mesons at HERA Text. / S. Chekanov et al. ZEUS Collaboration // Eur. Phys. J.C. 2002. - Vol. 24. -P. 345-360.

62. Breitweg, J. Measurement of the diffractive structure function F2(D(4)) at HERA Text. / J. Breitweg, I. Brock, B.D. Burow [et al.] // Eur. Phys. Journal. 1998.-Vol. CI.-P. 81-96.

63. Aston, D. Photoproduction of rhoO and omega on hydrogen at photon energies of 20 GeV to 70 GeV Text. / D. Aston, M. Atkinson, R. Bailey [et al.] // Nucl. Phys. 1982. - Vol. B209. - P. 56-90.

64. Berger, N. Measurement of diffractive phi-meson photoproduction at HERA with the HI fast track trigger Text. / N. Berger. Zurich: PhD thesis ETH, 2007.-255 p.

65. Olsson, J. A new measurement of exclusive rhoO photoproduction at HERA Электронный ресурс. Режим доступа: http://arxiv.org/abs/hep-ех/0610077v 1.

66. PDG. Particle Physics Booklet Электронный ресурс. Режим доступа: http://pdg.lbl.gov.

67. Фейнман, Р. Взаимодействие фотонов с адронами Текст. / Р. Фейнман. -М.: Издательство «МИР», 1975.-389 с.

68. Pautz, A. Nuclear shadowing and rho photoproduction Text. / A.Pautz, G.Shaw // Phys.Rev.C. 1997. - Vol.57. - P.2648-2654.

69. Donnachie, A. Exclusive vector meson production at HERA Text. / A. Donnachie, P.V. Landshoff// Phys. Lett. 1995. - Vol. 348. - P. 213-218.

70. Frankfurt, L. Predictions of the Generalized Glauber Model for the coherent-production at RHIC and the STAR Text. / L.Frankfurt, M.Strikman, M.Zhalov / Phys.Rev.C. 2003. - Vol. 67. - P. 034097-034105.

71. Fadin, V.S. BFKL pomeron in the next-to-leading approximation Text. / V.S. Fadin, L.N. Lipatov // Phys. Lett. B. 1998. - Vol. 429. - P. 127-134.

72. Baltz, A.J. Coherent Vector-Meson Photoproduction with Nuclear Breakup in Relativistic Heavy-Ion Collisions Text. / A. J. Baltz, S. R. Klein, J. Nystrand // Phys. Rev. Lett. 2002. - Vol. 89. - P. 012301-012310.

73. Hencken, K. Photon-photon luminosities in relativistic heavy ion collisions at LHC energies Text. / K.Hencken, D.Trautmann, G.Baur // Z.Phys.C. 1995. -Vol. 68. - P.473-480.

74. Baltz, A.J. Correlated forward dissociation and neutron spectra as a luminosity monitor in heavy ion colliders Text. / A.J.Baltz, C.Chasman, S.N.White. // Nucl.Instrum.Meth.A. 1998. - Vol. 417.-№1. -P. 1-8.

75. Baltz, A.J. Coherent Vector-Meson Photoproduction with Nuclear Breakup in Relativistic Heavy-Ion Collisions Text. / A. J. Baltz, S. R. Klein, J. Nystrand // Phys. Rev. Lett. 2002. - Vol. 89. - P. 012301-012310.

76. KIein, S.R. Exclusive Vector Meson Production in Relativistic Heavy Ion Collision Text. / S.R.Klein, J.Nystrand // Phys.Rev.C. 1999. - Vol. 60. -P.014903-014910.

77. Arneodo, M. The A dependence of the nuclear structure function ratios Text. / M. Arneodo, A. Arvidson, B.Badelek, et al. [European Muon Collaboration] // Nucl. Phys. В. 1996. -Vol. 481. - P. 3-22.

78. Ackerstaff, K. Nuclear effects on R=aJaT in deep-inelastic scattering Text. / K. Ackerstaff, A. Arapetian, N. Akopov, et al. [HERMES Collaboration] // Phys. Lett. B. 2000. -Vol. 475. - P. 386-394.

79. Amaudruz, P. Ratio of J/v|/ production cross sections in deep inelastic muon scattering from tin and carbon Text. / P. Amaudruz, M. Arneodo, A. Arvidson, et. al. [New Muon Collaboration] // Nucl.Phys.B. 1992. -Vol. 371.-P. 553-566.

80. Alde, D.M. Nuclear dependence of dimuon production at 800 GeV Text. / D. M. Aide, H.W. Baer, T.A. Carey, et al. // Phys. Rev. Lett. 1990. -Vol. 64. -P. 2479-2482.

81. VasiIev, M.A. Parton Energy Loss Limits and Shadowing in Drell-Yan Dimuon Production Text. / M. A. Vasilev, M.E. Beddo, C.N. Brown, et al. [FNAL E866 Collaboration] // Phys. Rev. Lett. 1999. -Vol. 83. - P. 23042307.

82. Arneodo, M. Nuclear effects in structure functions Text. / M. Arneodo // Phys. Rep. 1994. -Vol. 240. - P. 301-393.

83. Hirai, M. Determination of nuclear parton distribution functions and their uncertainties in next-to-leading order Text. / M. Hirai, S. Kumano, T. H. Nagai // Phys. Rev. C. 2007. -Vol. 76. - P. 065207-065215.

84. Eskola, K.J. An improved global analysis of nuclear parton distribution functions including RHIC data Text. / K. J. Eskola, C.A. Salgado, H. Paukkunen, et.al. // JHEP 2008. -Vol. 07. - P. 102-110.

85. Frankfurt, L Diffraction at HERA, Color Opacity and Nuclear Shadowing Text. / L.Frankfurt, M. Strikman / Eur.Phys.J.A. 1999. - Vol. 5. - P.293-306.

86. Aktas, A. Diffractive deep-inelastic scattering with a leading proton at HERA Text. / A. Aktas et al. HI Collaboration. // Eur. Phys. J. C. 2006. - Vol. 48. -P. 749-766.

87. Frankfurt, L. Signals for black body limit in coherent ultraperipheral heavy ion collisions Text. / L.Frankfurt, M.Strikman, M.Zhalov / Phys.Lett.B. -2002.-Vol. 537.-P. 51-61.

88. Adler , С. Coherent Production in Ultraperipheral Heavy-Ion Collisions Text. / C. Adler, Z. Ahammed, C. Allgower, et al. [ STAR Collaboration ] // Phys. Rev. Lett. 2002. - Vol. 89. - P. 272302-272310.

89. AbeIev, B.I. RhoO photoproduction in ultraperipheral relativistic heavy ion collisions at s(NN)**(l/2) Text. / В. I. Abelev et al. [STAR Collaboration] // Phys. Rev. C. 2008. - Vol. 77. - P.034910-034920.

90. Rebyakova, V. Coherent rho and J/psi photoproduction in ultraperipheral processes with electromagnetic dissociation of heavy ions at RHIC and LHC Text. / V. Rebyakova, M. Strikman, M. Zhalov // Phys. Lett. B. 2012 - Vol. 710.-№4-5.-P. 647-653.

91. Agakishiev, G. Rho photoproduction in AuAu Collisions at sqrt(sNN)=62.4 GeV with STAR Text. / G.Agakishiev, et al STAR Collaboration // Phys.Rev.C. 2012. - Vol. 85. - P.014910-014915.

92. GoncaIves, V.P. The QCD pomeron in ultraperipheral heavy ion collisions:1.. Photonuclear production of vector mesons Text. / V.P. Goncalves,

93. V.M.T. Machado // Eur.Phys.J.C. 2005. - Vol. 40. - P.519-529.

94. Klein, S.R. Interference in Exclusive Vector Meson Production in Heavy Ion Collisions Text. / S.R.Klein, J.Nystrand // Phys.Rev.Lett. 2000. - Vol. 84. -P.2330-2333.

95. Frankfurt, L. Tracking fast small color dipoles through strong gluon fields at the LHC Text. / L.Frankfurt, M. Strikman, M. Zhalov / Phys.Rev.Lett. -2009.-Vol. 102.-P.232001-232010.

96. Frankfurt, L. Tracking Onset of perturbative color opacity at small x and upsilon coherent photoproduction off heavy nuclei at LHC Text. /

97. Frankfurt, M. Strikman, M. Zhalov, et. al // JHEP. 2003. - Vol. 08. -P.043-050.

98. Frankfurt, L. Probing the dynamics of the charmonium interactions in the coherent photoproduction off nuclei at moderate energies Text. / L.Frankfurt, L. Gerland, M. Strikman, et. al. / Phys.Rev.C. 2003. - Vol. 68. -P.044602-044610.

99. Frankfurt, L. Fading out of J / psi color transparency in high-energy heavy ion peripheral collisions Text. / L.Frankfurt, M. Strikman, M. Zhalov / Phys.Lett.B. 2002. - Vol. 540. - P.220-226.

100. Goncalves, V.P. Quarconium production in coherent pp/AA collisions and small-x Электронный ресурс. / V.P. Goncalves, V.M.T. Machado -Режим доступа: arXiv: hep-ph/0706.2810. -2007.

101. Kopeliovich, B. Vector meson production in ultra-peripheral collisions at LHC Электронный ресурс. / Yu.Ivanov, В.Kopeliovich, I.Schmidt -Режим доступа: arXiv: hep-ph/0706.1532. -2007.

102. Brodsky, S. J. Two Photon Mechanism of Particle Production by High-Energy Colliding Beams Text. / S. J. Brodsky, T. Kinoshita, H. Terazawa // Phys. Rev. D.- 1971.-Vol. 4.-P. 1532-1557.

103. Adams, J. Production of e+ e- pairs accompanied by nuclear dissociation in ultra-peripheral heavy ion collision Text. / J. Adams et al. [STAR Collaboration] // Phys. Rev. C. 2004. - Vol. 70. - P. 031902-031910.

104. ALICE Collaboration. J/psi production at low transverse momentum in Pb-Pb collisions at VSNN = 2.76 TeV Электронный ресурс. / ALICE Collaboration Режим доступа: arXiv: 1202.1383vl [hep-ex]. - 2012.

105. Adeluyi, A. Constraining gluon shadowing using photoproduction in ultraperipheral pA and AA collisions Text. / A. Adeluyi, C. A. Bertulani // Phys. Rev. C. 2012. - Vol. 85. - P.044904-044910.

106. Goncalves, V.P. Vector Meson Production in Coherent Hadronic Interactions: An update on predictions for RHIC and LHC Text. / V. P.

107. Goncalves, M. V. Т. Machado // Phys. Rev. С. 2011. - Vol. 84. - P. 011902011910.

108. Cisek, A. Exclusive coherent production of heavy vector mesons in nucleus-nucleus collisions at LHC Text. / A. Cisek, W. Schafer, A. Szczurek // Phys. Rev. C. 2012. - Vol. 86. - P. 014905-014915.

109. Bartels, J. Diffractive production of vector mesons at large t Text. / J. Battels, J.R.Forshaw, H.Lotter, et al. // Phys. Lett. B. 1996. - Vol. 375. -P.301-309.

110. Salam, G.P. Asymptotics and preasymptotics at small x Электронный ресурс. / G.P.Salam. Режим доступа: arXiv: hep-ph/0501097. - 2005.

111. Frankfurt, L. Large t diffractive J/psi photoproduction with proton dissociation in ultraperipheral pA collisions at LHC Text. /L. Frankfurt, M. Strikman, M. Zhalov. // Phys. Lett. B. 2008. - Vol. 670. - P.32-36.

112. Chekanov, S. Measurement of proton-dissociative diffractive photoproduction of vector mesons at large momentum transfer at HERA Text. / S. Chekanov, et.al. ZEUS Collaboration. // Eur.Phys.J.C. 2003. - Vol. 26. -P.389-409.

113. Aktas, A. Diffractive Photoproduction of J/psi Mesons with Large Momentum Transfer at HERA Text. / A.Aktas, et.al. HI Collaboration. // Phys.Lett.B. 2003. - Vol. 568. - P.205-218.