Фрагментация релятивистских ядер 16O,22Ne,32S и 208Pb в диапазоне энергий 3,7-200 А ГэВ в ядерных фотоэмульсиях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

003056842

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ПЕТЕРБУРГСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ им. Б.П. КОНСТАНТИНОВА

На правах рукописи

УДК 539.171.017

ЛЕВИЦКАЯ Ольга Васильевна

ФРАГМЕНТАЦИЯ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЯДЕР 160, 22№, 328 И 208РЬ В ДИАПАЗОНЕ ЭНЕРГИЙ 3,7-200 А ГэВ В ЯДЕРНЫХ ФОТОЭМУЛЬСИЯХ

01.04.16 - физика атомного ядра и элементарных частиц

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Гатчина 2007

003056842

Работа выполнена в Отделении физики высоких энергий Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук,

профессор - А.Б. Курепин,

кандидат физико-математических наук,

старший научный сотрудник - В.П. Кондратьев.

Ведущая организация - Физический институт

им. П.Н. Лебедева РАН.

Защита состоится Л-^г^Г^ 2007 года в ........часов

на заседании диссертационного совета Д 002.115.01 при Петербургском институте ядерной физики

им. Б.П. Константинова РАН по адресу: 188300, г. Гатчина Ленинградской области, Орлова роща.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПИЯФ РАН. Автореферат разослан ." г.

Ученый секретарь диссертационного совета, у * И.А. Митропольский

Общая характеристика работы

Актуальность работы

Диссертация посвящена изучению механизма фрагментации релятивистских ядер различной массы (160, ^Ие, 32Б и 208РЬ) в широком диапазоне энергий (от » 3,7 до 200 ГэВ/нуклон) при их неупругих взаимодействиях с ядрами в фотоэмульсии. Исследование механизма фрагментации релятивистских ядер наряду с поисками кварк-глюонной плазмы - одна из центральных проблем физики ядро-ядерных взаимодействий при высоких энергиях. Целью работы является установление общих закономерностей процесса фрагментации легких и тяжелых ядер, которые необходимы для понимания механизма ядро-ядерных взаимодействий (определения доминирующего механизма и вклада других возможных каналов фрагментации, таких как электромагнитная диссоциация, образование префрагментов, распад нестабильных промежуточных ядер, взаимодействие в конечном состоянии), его связи с процессами деления ядер и множественного рождения частиц. В первую очередь это относится к распределению поперечных импульсов фрагментов, которое является источником информации о структуре релятивистских ядер в условиях малых передаваемых импульсов.

Хотя спектр моделей, описывающих этот процесс, достаточно широк, в их основе лежат два альтернативных подхода. В первом, до сих пор встречающемся, фрагментация трактуется как распад возбужденных остаточных ядер и происходит после процесса множественного рождения частиц во второй медленной фазе ядро-ядерного взаимодействия. Во втором представление о механизме предельной фрагментации адронов при высоких энергиях распространено на релятивистские ядра. Т. е. фрагментация рассматривается как быстрый, холодный процесс освобождения виртуальных кластеров, существующих в релятивистском ядре еще до его взаимодействия с ядром-мишенью. После взаимодействия виртуальные кластеры, т. е. фрагменты, становятся реально наблюдаемыми с импульсами, близкими к тем, которые они имели в собственной системе фрагментирующего ядра. Распределение поперечных импульсов фрагментов описывается статистической моделью Гольдгабер-Фешбаха-Хуанга и определяется граничным импульсом Ферми исходного фрагментирующего ядра.

Виртуальные фрагменты можно рассматривать как квазичастицы, возникающие в результате самосогласованного движения нуклонов в ядре

при нулевой температуре. Эта способность образовывать квазичастицы является общим свойством системы многих тел. Поэтому фрагментация как физический процесс представляет интерес и в связи с проблемой многочастичных систем.

Среди виртуальных кластеров в ядрах могут существовать и нестабильные изотопы, такие как 5Не, 51Л, 8Ве. Вследствие этого часть двухзарядных фрагментов может образовываться, в частности, через распад 8Ве —► 2а. Экспериментальное определение доли этого канала при фрагментации релятивистских ядер различной массы может оказаться полезным для уточнения существующих представлений о процессе нуклеосинтеза в гелиевых звездах. Знание фрагментационных характеристик релятивистских ядер при различных начальных энергиях необходимо и для решения ряда задач ядерной астрофизики.

В свете вышеизложенного результаты исследования фрагментации релятивистских ядер, проведенные в диссертации, существенны для понимания механизма ядро-ядерных взаимодействий при высоких энергиях, процессов кластеризации нуклонов в ядрах, квантовых эффектов в системе тождественных частиц, процесса нуклеосинтеза (как процесса, обратного фрагментации).

Научная новизна и практическая ценность работы

1. Разработан новый метод экспериментального определения зарядов легких фрагментов, основанный на измерении суммарной длины спектра сгустков.

2. Разработана методика измерения малых углов, позволяющая измерять парные углы в плоскости фотоэмульсии между легкими фрагментами свинца с энергией 160 А ГэВ порядка 0,1 - 0,5 мрад с точностью ~ 0,01 мрад.

3. Исследована фрагментации группы легких ядер: 22Ке, 160 и 328 в диапазоне энергиий 3,7 - 200 А ГэВ. Показано, что для всех фрагментов исследуемой группы ядер экспериментальные распределения величины

Р' - р I (гДе Р±у ~~ проекция поперечного импульса фрагмента

с массой Б на плоскость эмульсии, А - массовое число первичного ядра) описываются нормальным распределением. Экспериментальные оценки стадартных отклонений Оо^у) с хорошей точностью совпадают со значениями о0, определяемой его граничным импульсом Ферми, ранее измеренными в эксперименте по квазиупругому рассеянию электронов на ядрах и со значениями, вычисленными через радиусы ядер кислорода, неона и серы. Для ядра 160 (4,5 А ГэВ/с) оценка константы этого

распределения ао<=ф(у) = Ю2,3 ± 1,2 МэВ/с, для ядра 22Ие (4,1 А ГэВ/с) сгоофСу) = 102,5 ±2,5 МэВ/с, для ядра 32Б (4,5 А ГэВ/с) а^Су) = 105,0 ± 1,3 МэВ/с, а дня ядра 32Б (200 А ГэВ/с) ст^у) = 102,9 ±1,5 МэВ/с.

Экспериментальные оценки дисперсий распределений величин Р±у для фрагментов ядра 22Ые с различными зарядами описываются параболической зависимостью от Р в соответствии со статистической моделью фрагментации Гольдгабер.

4. Экспериментальные распределения коэффициентов азимутальной асимметрии (а) и коллинеарности ф) для фрагментов вышеуказанных ядер согласуются с полученными в модели независимого испускания (МНИ).

5. Исследовано распределение поперечных импульсов вторичных фрагментов ядер 22Ые. Показано, что совокупность величин

р=р '(2^1 -1 для вторичных фрагментов распределена по

' 0 1 (г,-г2) 1

Гауссу со средним значением, близким к нулю, и стандартным отклонением сехр = (105 ± 7) МэВ/с, равным ~ Рг/л/5 исходного ядра 22Ые (¿1, Ъг - заряды первичного и вторичного фрагментов, <р2 - "плоский" угол вторичного фрагмента относительно направления вектора импульса первичного фрагмента, Ро - импульс на нуклон ядра 22Ые).

6. Исследована фрагментация тяжелого релятивистского ядра 208РЬ в глубоко неупругих РЬ+Ет взаимодействиях при энергии 160 А ГэВ. По измеренным углам фч между парами следов легких фрагментов ядер свинца (с зарядами Ъ - 2, 3, 4) в плоскости эмульсии получена оценка константы нормального распределения "плоских" углов ф фрагментов относительно вектора импульса первичного ядра Р0, стф= (0,38 ± 0,02) мрад. Полученная оценка также совпадает с величиной, определяемой из импульса Ферми для ядра свинца.

7. В распределениях плоских парных углов фу между следами двухзарядных фрагментов ядер 160, 22Ие и 328 имеется избыток в области малых углов <2,5 мрад, обусловленный дополнительным каскадным механизмом их образования через канал 8Ве —» 2а. Из анализа распределений парных "плоских" углов и парных азимутальных углов между двухзарядными фрагментами в реакциях 160 > 2а + X, 22Ке > 2а + X, 32Б > 2а + X сделан вывод о существовании двух механизмов их образования. Основная их часть есть результат холодной фрагментации ядер. Доля а-частиц от распада промежуточного состояния Ве—>2а в вышеуказанных реакциях для ядер 160 составляет = 9,7 %, 22№ ~ 8,7% и 32Б ~ 4,6%.

8. В глубоко неупругих Pb+Еш взаимодействиях (160 А ГэВ) в распределении парных углов в плоскости эмульсии между следами двухзарядных фрагментов ядер свинца в области фц < 0,03 мрад также имеется избыток, обусловленный распадом 8Ве —> 2а, оценка доли этого канала составляет (13 ± 2) %.

Апробация диссертации

Полученные результаты докладывались на XV Международной конференции LEND-95, на рабочих совещаниях EMUOl-коллаборации (Кошице, 1996; Дубна, 1999), на Всероссийском совещании ¡«'Применение метода ядерных фотоэмульсий для исследования структуры релятивистских ядер" (Дубна, 1998), на Международном совещании "Использование фотоэмульсионного метода для исследования структуры релятивистских ядер" (Дубна, 2000), на "International Symposium on Nuclear Physics" (BARC Mumbai, India, 2000), на XIII International Baldin Seminar on High Energy Physics Problems (Dubna, 2006).

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации (включая 34 рисунка, 8 таблиц и список литературы из 144 наименований) составляет 112 страниц машинописного текста.

Краткое содержание диссертации

Во введении обосновывается актуальность исследования, даются краткие комментарии экспериментов по проблематике, затронутой в работе, кратко излагается содержание четырех глав диссертации.

В первой главе изложены результаты эксперимента по изучению фрагментации ядер 22Ые с импульсом 4,1 А ГэВ/с в фотоэмульсии. Для фрагментов с различными зарядами получены экспериментальные оценки дисперсий нормальных распределений проекций поперечных импульсов на плоскость эмульсии. Показано, что величины этих дисперсий описываются параболической зависимостью от в соответствии со статистической моделью фрагментации Гольдгабер-Фешбаха-Хуанга (рис. 1). Показано, что распределение величины

= р рЕЕГ (1)

г г \ Г(А - Г)

описывается распределением Гаусса (А - массовое число 22Ые, Р - массовое число фрагмента) (рис. 2). Стандартное отклонение распределения (1)

= (102,5 ± 2,5) МэВ/с совпадает с ожидаемой величиной а0 = Рг/^5, определяемой через граничный импульс Ферми (РР) для ядра 22Ие из эксперимента по квазиупругому рассеянию электронов на ядрах и равной 105,1 МэВ/с.

Рис. 1. Экспериментальная зависимость константы ар от массы фрагмента АР Кривая -ожидаемая параболическая зависимость с константой ст0 =105,1 МэВ/с

Полученные экспериментальные распределения коэффициента азимутальной асимметрии

а = . 1 = ■ У Сохе,, (2)

и коэффициента коллинеарности

(3)

также подтверждают гипотезу независимого разлета фрагментов. При исследовании явления мультифрагментации в событиях, содержащих к = 2, 3, 4 фрагментов, распределение модулей векторных сумм поперечных импульсов фрагментов согласуется с ожидаемым по модели независимого испускания (МНИ).

с1ШР

Р , ГэВ/с

Рис. 2 Распределение -проекций поперечных импульсов фрагментов ядра 22Ые на

плоскость эмульсии. Гистограмма - эксперимент, плавная кривая - нормальное распределение с константой асхр= (102,5 ± 2,5) МэВ/с

Продукты фрагментации первичного релятивистского ядра также представляют собой релятивистские ядра меньшей массы, т. н. "первичные" фрагменты. Последующая фрагментация таких первичных фрагментов может служить инструментом для исследования их структуры. В частности, величина с2, дисперсия распределения проекций поперечных

импульсов, но уже вторичных фрагментов, характеризует граничный импульс Ферми нуклонов в первичном фрагменте или "температуру" вырожденного газа нуклонов в нем. В § 3 представлены результаты исследования свойств 163 первичных фрагментов релятивистского ядра 22Ые на основании полученных экспериментальных угловых распределений 255 их вторичных фрагментов. Показано, что совокупность величин

\ 1 ¿г/

описывается распределением Гаусса со средним значением, равным нулю, и стандартным отклонением сехр= (105 ± 7) МэВ/с.

Py GcV/c Р±1 GeV/c

Рис 3. Экспериментальное распределение величины Р, (ГэВ/с) для вторичных фрагментов ядра 22Ne (гистограмма). Плавная кривая соответствует нормальному распределению с константой сгюф= 105 МэВ/с. Распределение поперечных импульсов вторичных фрагментов ядра 22Ne (гистограмма) Плавная кривая - распределение Рэлея с константой с„р= 113 МэВ/с

Распределение величины

р,=р0 •[2;7(22;:1)]|/2 &

для вторичных фрагментов описывается распределением Рэлея с константой асхр = (113 ± 7) МэВ/с, близкой к величине стандартного отклонения нормального распределения величины Ру (рис. 3). В формулах (4) и (5) Ъ\ - заряды первичных фрагментов, Ъ^ - заряды вторичных фрагментов, ф! - "плоские", а! - "глубинные" углы первичных фрагментов относительно направления импульса ядра 22Ые, <р2 - "плоские", а2 - "глубинные" углы вторичных фрагментов относительно направления импульса первичного фрагмента, Ро- импульс на нуклон в ядре 22№.

Распределение азимутальных углов вторичных фрагментов с

плоскостью реакции <3 не отличается от равномерного распределения. Сделан вывод о том, что на имеющейся статистике свойства первичных фрагментов, продуктов фрагментации ядра 22Ие (в основном это ядра с

зарядами 5, 6, 7, 8 и 9), не отличаются от свойств стабильных изотопов. Их последующая фрагментация также описывается в рамках статистической модели Г-Ф-Х.

Во второй главе изложены экспериментальные результаты по изучению фрагментации релятивистских ядер 1бО с импульсом 4,5 А ГэВ/с и S (4,5 и 200 А ГэВ/с). Показано, что при фрагментации вышеуказанных ядер распределения величин (1) описываются распределениями Гаусса. Для ядра 1бО оценка константы этого распределения 0ЬеХр(у)= Ю2,3 + 1,2 МэВ/с, для ядра 32S (4,5 А ГэВ/с) оь«р(у) = 105,0 ± 1,3 МэВ/с, а для 32S (200 А ГэВ/с) tfoexp(y) = 102,9 ± 1,5 МэВ/с (рис. 4-6). Это хорошо согласуется со значениями а0= 100,9 МэВ/с и 108,7 МэВ/с, вычисленными из граничных импульсов Ферми из эксперимента по квазиупругому рассеянию электронов на ядрах, и со значениями 99,6 МэВ/с и 104,2 МэВ/с, вычисленными через радиусы ядер кислорода и серы по формуле

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

N

Рис. 4. Распределение проекций поперечных импульсов Ру* для фрагментов ядра "8 (4,5 А ГэВ/с) Гистограмма - эксперимент, плавная кривая - нормальное распределение со стандартным отклонением а0(у) = 105,0 ± 1,3 МэВ/с

N

Рис 5. Распределение проекций поперечных импульсов Р,* для фрагментов ядра "в (200 А ГэВ/с). Гистограмма - эксперимент, плавная кривая - нормальное распределение со стандартным отклонением а0(у)= 102,9 ± 1,5 МэВ/с

Рис. 6. Распределение проекций поперечных импульсов Ру* для фрагментов ядра 1бО с импульсом 4,5 А ГэВ/с. Гистограмма - эксперимент, плавная кривая - нормальное распределение со стандартным отклонением оо(у) = 102,3 ±1,2 МэВ/с

Рис. 7. Суммарное распределение проекций "универсальных поперечных импульсов" Р,"" для всех фрагментов вышеуказанных ядер: "О (4,5 А ГэВ/с), "Б (4,5 А ГэВ/с) и "Б (200 А ГэВ/с). Гистограмма - эксперимент, плавная кривая - нормальное распределение со стандартным отклонением ау""= 1,01 ± 0,01

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

с1Ша

200 I I т328 (4.5 А ОеУ/с) I 1\

ц

100 - 1

Л :

зоо

200

100

о

-1 О 1 2 р

Рис. 8. Распределение по коэффициентам азимутальной асимметрии а и коллинеарности р для ядра "в с импульсом 4,5 А ГэВ/с. Точки - эксперимент, гистограмма - Монте-Карло (МНИ)

В третьей главе приведены результаты по изучению механизма фрагментации релятивистского ядра свинца с энергией 160 А ГэВ в глубоко неупругих 208РЬ+Еш взаимодействиях. Изучение распределений

поперечных импульсов легких фрагментов ядра свинца должно было дать ответ на вопрос: происходит ли в момент взаимодействия передача энергии, приводящая к его заметному "нагреванию", по сравнению с исходной температурой ядра как вырожденной системы нуклонов.

В 20 слоях фотоэмульсионной камеры (Ы1КР1 В11-2, сотрудничество ЕМи01), облученной параллельно плоскости эмульсии пучком релятивистских ионов 208РЬ (160 А ГэВ) на ускорителе БРБ, Церн, методом просмотра по площади было найдено 122 глубоко неупругих взаимодействия ядер свинца с тяжелыми ядрами фотоэмульсии (АВг). Вместо обычно используемого трудоемкого метода оценки заряда счетом 6-электронов был внедрен метод, основанный на измерении суммарной длины спектра сгустков на участке следа фрагмента с неизвестным Ъ. Данным методом были определены заряды 672 легких фрагментов с зарядами от 1 до 9. Проблема измерения малых пространственных углов вылета фрагментов 0 связана с трудностями, которые стали значительными именно с появлением тяжелых (Аи, РЬ) релятивистских ядер с энергией 100-200 ГэВ на нуклон. Увеличение толщины следов первичных ионов в фотоэмульсии до нескольких микрон при одновременном уменьшении самих величин углов 0 фрагментов делает невозможным прямое измерение углов 0 и плоских углов ср фрагментов порядка 0,1-0,5 мрад относительно направления импульса релятивистского ядра р0 (т. к. дисперсия нулевого угла первичного следа становится соизмеримой с самой величиной измеряемого угла).

Это привело к необходимости измерений углов фу между парами всех фрагментов в событии. Для разработки оптимальной процедуры относительных угловых измерений в таком малом угловом диапазоне были получены экспериментальные оценки статистических шумов при измерении углов между парами следов с2 = 82и2 = 2в ядерной фотоэмульсии при параллельном ее облучении на ячейках I от 1 до 25 мм. Для пары двухзарядных фрагментов при условии, что углы эти оцениваются по 10-20 точкам, статистический шум составляет около 0,01-0,02 мрад. Увеличение точности при измерении углов <ру данным методом достигнуто за счет использования большого числа (около 100-200) усредненных У-координат оптических центров проявленных зерен, что привело к уменьшению эффективной величины шума зерен.

Используя эмпирическую функцию распределения плоских углов между парами всех фрагментов в событии методом минимизации эмпирического риска получена оценка оф, константы нормального распределения "плоских" углов ф фрагментов с Ъ = 2, 3, 4 относительно вектора р„, хотя сами углы <р фрагментов с этим вектором неизвестны. Полученная оценка равна аф = 0,37 ± 0,02 мрад. Этому соответствует

константа а0 = 121 ±6 МэВ/с, что практически совпадает с ожидаемой ее оценкой из РР для ядра свинца. При этом непосредственно измеренная величина равна оехр = 0,43 ± 0,02 мрад. Экспериментальное и ожидаемое (с учетом ошибок измерения углов) распределения приведены на рис. 9.

<ыч/д М

»

80 | >

во •

40 9

20 9 ч.

2 4 в 8 | <р | -10-« рад

Рис. 9. Экспериментальное распределение модуля угла ср для фрагментов ядра свинца с зарядами Ъ = 2, 3,4 (гистограмма). Точки (•) - ожидаемое распределение при нормальном распределении истинных углов фрагментов с оф = 0,37 мрад

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

Четвертая глава посвящена поискам отклонений от общего статистического механизма фрагментации Ф-Г-Х. В частности, экспериментальному обнаружению канала 8Ве —> 2а, который может вызывать динамические корреляции поперечных импульсов двухзарядных фрагментов. Для анализа были использованы экспериментальные выборки из 484 (160+Еш), 857 (22Не+Ет) и 406 (325+Ет) неупругих событий, содержащих среди прочих релятивистских фрагментов по две и более ос-частицы. Из анализа распределений парных плоских углов и парных

азимутальных углов еч = |v|/j -v|ij| между двухзарядными фрагментами в реакциях 1бО -» > 2а+Х, 22Ne -> > 2а+Х, 32S -> > 2а+Х сделан вывод о существовании двух механизмов их образования. Основная их часть есть результат холодной фрагментации ядер. Доля ос-частиц от распада промежуточного состояния 8Ве—>2а в вышеуказанных реакциях для ядер |бО составляет = 9,7 %, 22Ne ~ 8,7 % и 32S = 4,6%.

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

J AN

10 • • • •

•

•

s • ' » • • —»-J

0 4 a *io-* рад vu

Рис 10. Распределение плоских парных углов между всеми а-частицами в событии в области углов < 0,1 мрад (гистограмма). Избыток событий в эксперименте над точками в области 3 10"5рад указывает на возможное существование канала 'Ве -> 2а

Заключение

1) Опираясь на всю совокупность полученных данных (8740 событий, содержащих 20733 заряженных релятивистских фрагмента), проведен эмпирический анализ, позволивший выявить основные закономерности процесса фрагментации релятивистских ядер при их неупругих взаимодействиях с ядрами в фотоэмульсии в достаточно широком диапазоне масс (160, 22Ые, 32Б и 208РЬ) и энергий (от = 3,7 до 200 ГэВ на нуклон). Анализ полученного экспериментального материала, наряду с другими экспериментами в этой области, обнаруживает его глубокую аналогию с процессом фрагментации адронов, первые представления о котором сформулированы Фейнманом, Грибовым и Янгом. Суть этого процесса состоит в освобождении виртуальных фрагментов, существующих в ядре, и в превращении их в реальные наблюдаемые фрагменты после взаимодействия с ядром-мишенью. При этом они сохраняют направление и величины импульсов предшествующих им виртуальных фрагментов. Т. е. имеет место явление предельной фрагментации, начиная с энергии около 1 ГэВ на нуклон и вплоть до 200 ГэВ на нуклон.

Показано, что простая статистическая модель прямой фрагментации Гольдгабер-Фешбаха-Хуанга позволяет с единых позиций и с помощью одной константы г0, определяющей радиус ядра, как качественно, так и количественно описать и предсказать целый ряд импульсных и корреляционных характеристик фрагментов.

2) Наблюдаются и отклонения от этих общих закономерностей. Так, среди двухзарядных фрагментов исходных релятивистских ядер существует примесь за счет дополнительного каскадного механизма их образования через распад основного состояния 8Ве —* 2а. Из анализа распределений парных плоских углов и парных азимутальных углов между двухзарядными фрагментами в реакциях 1бО > 2а + X, 22Ие —> > 2а + X, 328 -» > 2а + X сделан вывод о существовании двух механизмов их образования. Основная их часть есть результат холодной фрагментации ядер. Доля а-частиц от распада промежуточного состояния 8Ве—>2а в вышеуказанных реакциях для ядер 60 составляет ~ 9,7 %, 22Ие = 8,7 % и 328 ~ 4, 6%. При мультифрагментации ядра свинца с энергией 160 А ГэВ оценка доли этого канала для а-частиц составляет порядка 13 %.

Возможно, что обнаруженные довольно значительные вероятности

16 22 32 208

фрагментации релятивистских ядер О, Б и РЬ через

промежуточное состояние 8Ве—>2а можно рассматривать как указание на его определенную роль в нуклеосинтезе и более тяжелых ядер, чем 12С.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

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

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

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

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

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

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

7. M.I. Adamovich, ..., O.V. Levitskaya et al., "Nuclear Effect in Higher-Dimensional Factorial Moment Analysis of the 0-16, S-32 and Au-197 Emulsion Interaction Data at 200, 60 and 11 A GeV/c", Z. Phys. C76 (1997) 659-663.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

19. Ф.Г. Лепехин, O.B. Левицкая, Б.Б. Симонов "Оценка импульсов однозарядных фрагментов релятивистских ядер свинца с энергией 160 А ГэВ", Препринт ПИЯФ-2492, Гатчина, 2002,16 с.

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

21. О.В. Левицкая, "Фрагментации релятивистских ядер 1бО, 32S в диапазоне энергий 4,5-200 ГэВ/нуклон", Препринт ПИЯФ-2660, Гатчина, 2006,18 с.

Отпечатано в типографии ПИЯФ РАН

188300, Гатчина Ленинградской обл., Орлова роща Зак. 111, тир. 100, уч.-изд. л. 1; 04.04.2007 г.

ВВЕДЕНИЕ.2

Глава I Фрагментация ядра 22Ые с импульсом 4,1 А ГэВ/с в фотоэмульсии.14

§ Инклюзивные распределения поперечных импульсов фрагментов . 14

§2 Мультифрагментация.24

§3 Вторичные фрагменты релятивистских ядер № в ядерной эмульсии . . 30

Глава II Обобщенное описание фрагментации легких релятивистских ядер в диапазоне энергией 3,7 +200 А ГэВ . 35

§1 Введение.35

§2 Фрагментация релятивистских ядер О с импульсом 4,5 А ГэВ/с и Б с импульсами 4,5 А ГэВ/с и А ГэВ/с в фотоэмульсии.36

Глава III Фрагментация релятивистских ядер 208РЬ с импульсом А ГэВ/с в центральных взаимодействиях с ядрами в фотоэмульсии . . 51

§1 Введение.51

§ Оценка зарядов фрагментов.53

§3 Методы измерения малых углов между следами фрагментов релятивистских ядер при энергиях 100-200 ГэВ/нуклон.57

§4 Результаты эксперимента.67

Глава IV О корреляциях поперечных импульсов фрагментов релятивистских ядер.75

§1 Введение.75 о

§2 Экспериментальная оценка канала Ве —> 2а при фрагментации релятивистских ядер 22№, 160и с импульсами 4,1 и 4,5 А ГэВ/с . . . 80

Диссертация посвящена исследованию механизма фрагментации

I/ чл чл релятивистских ядер различной массы ( О, Ne, S и РЬ) в широком диапазоне энергий (от ~ 3,7 до 200 ГэВ/нуклон) при их неупругих взаимодействиях с ядрами в фотоэмульсии.

Исследование механизма фрагментации релятивистских ядер наряду с поисками кварк-глюонной плазмы является одной из центральных проблем физики ядро-ядерных взаимодействий при высоких энергиях. Изучение этого процесса представляет интерес для современной физики по многим причинам. Прежде всего это необходимо для понимания динамики процесса фрагментации (определения доминирующего механизма и вклада других возможных каналов фрагментации, таких как электромагнитная диссоциация, образованиие префрагментов, распад нестабильных промежуточных ядер, взаимодействие в конечном состоянии), его связи с процессами деления ядер и множественного рождения частиц. Хотя спектр моделей, описывающих этот процесс, достаточно широк, в их основе лежат два альтернативных подхода.

В первом, все еще встречающемся, фрагментация трактуется как распад возбужденных остаточных ядер и происходит после процесса множественного рождения частиц во второй медленной фазе ядро-ядерного взаимодействия [1-3].

Во втором представление о механизме предельной фрагментации адронов при высоких энергиях [4] распространено на релятивистские ядра. Т. е. фрагментация рассматривается как быстрый, холодный процесс освобождения виртуальных кластеров, существующих в релятивистском ядре еще до его взаимодействия с ядром-мишенью. После взаимодействия виртуальные кластеры, т. е. фрагменты, становятся реально наблюдаемыми с импульсами, близкими к тем, которые они имели в собственной системе фрагментирующего ядра. Распределение поперечных импульсов фрагментов удовлетворительно описывается статистической моделью Гольдхабер-Фешбаха-Хуанга-(Г-Ф-Х) [5, 6] и определяется граничным импульсом Ферми исходного фрагментирующего ядра. Сравнительно недавно был предложен и квантово-механической подход к описанию процесса фрагментации ядер [7].

Виртуальные фрагменты можно рассматривать как квазичастицы, возникающие в результате самосогласованного движения нуклонов в ядре. Эта способность образовывать квазичастицы является общим свойством системы многих тел. Именно поэтому фрагментация, как физический процесс, представляет интерес и в связи с проблемой многочастичных систем [8].

Фрагментация релятивистских ядер является инструментом изучения их структуры в условиях малых передач энергии-импульса. Особенно наглядно это проявляется в случае легких ядер. Так, при исследовании фрагментации легких нейтроноизбыточных ядер 6Не, 8Не, nLi, иВе, ,9С при энергиях менее 1 ГэВ/нуклон было установлено наличие в них кора и нейтронного гало [9-14]. При изучении фрагментации ядер 6Li с импульсом 4,5 А ГэВ/с в фотоэмульсии было показано, что его двухзарядные фрагменты 3Не и 4Не формируются в двух пространственно разделенных областях: « 3/4 в коре ядра и » 1/4 на его периферии [15]. Появление пучков легких релятивистских ядер (7Ве, 9В, И)В, ПВ, 14N и ряда других) на нуклотроне ОИЯИ создало возможности для изучения их виртуальной кластерной структуры в виде легчайших ядер (проект BECQUEREL) [16]. В основе проекта также лежит изучение фрагментации вышеперечисленных легких релятивистских ядер в фотоэмульсии, но при более низких энергиях, порядка 1 ГэВ/нуклон. Под легчайшими ядрами подразумеваются дейтроны, тритоны, ядра 3Не и 4Не, играющие роль кластеров в более сложных системах. Среди виртуальных кластеров в ядрах могут с е о существовать и нестабильные изотопы, такие как Не, Li, Ве. Кластерная структура легких ядер может быть эффективно исследована по оценке вероятностей образования таких виртуальных кластеров. В частности, расчеты, основанные на представлении ядра как динамической системы [17], о предсказывают существенный вклад канала Ве —> 2а при фрагментации ядер 10В, "в, 12С, 14N и |60. Так, при фрагментации ядра 10В в реакциях ,0В 2а+Х [18] экспериментальная оценка доли ос-частиц от распада 8Ве —* 2а составляет 18 ± 3 %. Экспериментальное определение доли этого канала при фрагментации релятивистских ядер различной массы может оказаться полезным для расширения и уточнения существующих представлений о процессе нуклеосинтеза в гелиевых звездах.

Знание фрагментационных характеристик релятивистских ядер при различных начальных энергиях необходимо и для решения ряда задач ядерной астрофизики. По современным представлениям именно в результате фрагментации релятивистских ядер в составе космических лучей при их прохождении через межзвездную среду происходит образование легких ядер (в основном группы 1л-Ве-В) и, в том числе, восстановление изотопов водорода и гелия, которые «выгорают» в процессе вторичного нуклеосинтеза [19]. Поэтому относительный изотопный состав ядер в космических лучах, измеренный в земных условиях, является искаженным (обедненным изотопами тяжелых и средних ядер и обогащенным легкими ядрами) [20]. Точное же знание относительной распространенности элементов и их изотопов в астрофизических объектах, источниках космических лучей, необходимо для правильного понимания и описания процессов нуклеосинтеза в раннюю эпоху развития Вселенной.

Именно благодаря фрагментации стало возможным получать вторичные пучки нейтроноизбыточных ядер, удаленных от полосы стабильности.

Фотоэмульсионный метод является вполне адекватным для изучения механизма фрагментации релятивистских ядер благодаря своим традиционным достоинствам: наблюдаемости акта взаимодействия в условиях 4тг-геометрии и высокой пространственной разрешающей способности. Кроме того, уверенная идентификация продуктов фрагментации релятивистских ядер при их изучении методом фотоэмульсий является несомненным преимуществом по сравнению с классическими экспериментами по расщеплению ядер-мишеней (т. к. фрагменты исходного ядра с импульсом на нуклон р0 и с массой А|.- в лабораторной системе имеют импульсы р ~ ро'Ар и локализованы в узком переднем фрагментационном конусе). Благодаря большим средним пробегам фрагментов релятивистских ядер в фотоэмульсии их следы имеют достаточную длину для надежной идентификации зарядов, а в случае одно- и двухзарядных фрагментов и импульсов методом многократного кулоновского рассеяния.

Говоря о фотоэмульсионном методе, необходимо отметить его существенную роль в развитии и становлении ядерной физики и физики элементарных частиц. Уже при самом открытии радиоактивности в конце 19 века Беккерель использовал фотопластинки в качестве детектора. Появление в конце 40-х годов ядерных эмульсий С-2, G-5, NT-4 и БР-2 способствовало ряду крупных открытий в физике элементарных частиц. В 1947 году Пауэллом был открыт распад я-мезона [21]. С помощью фотоэмульсий, экспонированных в стратосфере, в 1950 году было открыто явление множественного рождения я0-, т^-мезонов в p-N-взаимодействии [22]. Пятидесятые годы ознаменовались открытием и изучением странных частиц и гиперядер (Даниш, Пниевский) в космических лучах с использованием фотоэмульсионных камер [23, 24].

С конца 70-х годов фотоэмульсии широко используются в качестве активных мишеней, компактных эмульсионных спектрометров в магнитном поле, а также в качестве вершинных детекторов в т. н. гибридных экспериментах на ускорителях для открытия и изучения свойств элементарных частиц с малым временем жизни. Это целый ряд таких крупных экспериментов, как: WA75, EMU09, EMU15, NA15, NA19 (Церн), Е653 (FNAL). Фотоэмульсии использовались также и в комбинированном вершинном детекторе в эксперименте DONUT (FNAL) по непосредственному обнаружению т-нейтрино.

С появлением разбавленных фотоэмульсии стало возможным их применение в больших объемах в экспериментах по поискам осцилляций нейтрино: Е531 (FNAL ), CHORUS (Церн), OPERA (Gran Sasso Underground Laboratory). В эксперименте CHORUS, например, использовалось около 800 литров разбавленной ядерной фотоэмульсии.

Первое наблюдение процесса фрагментации ядер-мишеней под воздействием частиц высоких энергий относится к 1937-1938 годам, когда было открыто расщепление ядер при облучении ядерных фотоэмульсий космическими лучами [25, 26]. Десять лет спустя с открытием в космических лучах ядер тяжелых элементов [27-32] появилась возможность исследовать фрагментацию релятивистских ядер. В 60-е годы в ряде работ были предприняты попытки описания фрагментации на модельном уровне [33, 34].

Интенсивное и непосредственное ее изучение было продолжено в начале 70-х годов со вводом ускорителя ионов Веуа1ас в Беркли, когда были достигнуты энергии 1,05 + 2,1 ГэВ/нуклон и физика релятивистских ионов начала бурно развиваться. К этому времени относятся работы по изучению фрагментации легких ядер а также 56Ре на различных мишенях (Ве, СН2, С, А1, Б, Т\, Си, А& Эп, Та, XV, РЬ) [35-38]. В них были получены первые результаты как по выходу различных типов фрагментов, так и по распределению их продольных и поперечных импульсов. Анализ экспериментальных данных, проведенный в работах [39, 40], показал, что: 1) сечения рождения релятивистских фрагментов с хорошей точностью / / факторизуются (сгр{ - У р • У1 , где &р1 - сечение рождения фрагмента / при фрагментации ядра-снаряда р на мишени Ур - фактор, зависящий только от свойств налетающего ядра и фрагмента, У1 - фактор, являющийся функцией только ядра-мишени); 2) эти сечения слабо зависят от энергии налетающего ядра.

Продольные компоненты импульсов фрагментов с массовым числом К (рм(К)) (и проекции их поперечных импульсов на произвольное направление в системе покоя релятивистского ядра) описываются распределением, близким к нормальному, со средним <рм(К)>«0 и дисперсией ст . Сами же величины дисперсии описываются близкой к параболической зависимостью от массового числа фрагмента К, crl{K) = (JQ •

2 К(А-К) ' (Л-1) ' с константой сто, равной 90 МэВ/с.

Эти первые эксперименты показали, что экспериментальные данные по фрагментации укладываются в рамки простых модельных представлений. Параболическая зависимость предсказана в статистической модели Гольдгабер [5]. Согласно этой модели налетающее ядро фрагментирует еще до соударения с ядром-мишенью: в нем существуют виртуальные кластеры из групп нуклонов, связанные законом сохранения импульса. В результате неупругого взаимодействия с ядром-мишенью эти виртуальные фрагменты становятся реально наблюдаемыми, сохраняя величины и направления импульсов, которые они имели в системе покоя фрагментирующего ядра. При этом величина ст0 связана со среднеквадратичным импульсом нуклона в ядре, а стандартное отклонение действительно описывается параболическим законом и зависит только от массовых чисел исходного ядра и фрагмента и не зависит ни от сорта ядра-мишени, ни от энергии налетающего ядра. В предположении, что ядро представляет собой вырожденную систему Ферми-частиц, величина сто определяется граничным импульсом Ферми нуклонов в ядре

Видим, что гипотеза предельной фрагментациии, вначале предложенная Янгом для процесса множественного рождения в адрон-адронных и лептон-адронных взаимодействиях при бесконечном импульсе [4], для релятивистских ядер оказалась справедливой уже при импульсе р0 порядка 1 ГэВ/с на нуклон.

Ввод новых ускорителей релятивистских ионов в 80-е годы в Дубне (синхрофазотрон ОИЯИ), в Брукхейвене (AGS), Дармштадте (SIS) и Церне (SPS) позволил получать пучки релятивистских ионов в широком диапазоне масс и энергией. В последующие годы был проделан целый ряд экспериментов по систематическому изучению фрагментации широкого класса релятивистских ядер от лития до свинца на различных мишенях и в диапазоне л/5 энергий от сотен МэВ до сотен ГэВ на нуклон. Эксперименты должны были дать ответы на ряд вопросов, а именно: в каком диапазоне энергий выполняется гипотеза предельной фрагментации; передается ли в процессе взаимодействия налетающему ядру поперечный импульс и, возможно, угловой момент со стороны ядра-мишени ?

Наряду с электронными экспериментами исследование фрагментации релятивистских ядер и множественного рождения частиц в ядро-ядерных взаимодействиях проводилось и фотоэмульсионным методом. Более 15 лет такие исследования велись в рамках сотрудничества ЕМ1Ю1. В работах [41, 42] было найдено, что распределения проекций поперечных импульсов двухзарядных фрагментов ядер 160 с энергиями 14,6; 60 и 200 ГэВ/нуклон удовлетворительно описываются распределением Гаусса со стандартным отклонением сто, близким к величине, определяемой Фермиевским движением нуклонов в ядре кислорода. Аналогичная картина наблюдалась и для двухзарядных фрагментов ядра Б с энергией 200 ГэВ/ нуклон [43].

Однако экспериментальные данные о распределении поперечных импульсов ос-частиц в Аи + Аи (10,7 А ГэВ) [44], Аи + Еш (10,7 А ГэВ) [45], РЬ + РЬ (158 А ГэВ) [46,47], 328 + Еш (200 А ГэВ) [43], 22Ые + Еш (4,1 А ГэВ/с ) [48,49], полученные разными группами, противоречили друг другу. Например, в работе [49] утверждалось, что инклюзивные распределения поперечных импульсов фрагментов ядер Ые описываются смесью двух распределений Рэлея. А в ряде работ Сотрудничества ЕМ1Ю1 [44, 46] в спектрах поперечных импульсов ос-частиц, фрагментов первичных ядер золота, наряду с компонентой а = 322 ± 3 МэВ/с, соответствующей Ферми-распределению импульсов нуклонов в первичном релятивистском ядре, была обнаружена высокоимпульсная компонента с константой а = 919 ± 75 МэВ/с. Это интерпретировалось как испускание ос-частиц из остаточного префрагмента, которому передан поперечный импульс Ртк|к = 1,2 ГэВ/с. Аналогичные лло результаты были получены и в работе [47] для ос-частиц, фрагментов ядер РЬ

158 А ГэВ). Но в работе [43] получено, что при фрагментации ядер 32S (200 А ГэВ) в том же энергетическом диапазоне ядра-снаряда углы а-частиц в плоскости эмульсии описываются распределением Гаусса с константой с = (0,260 ± 0,012) мрад, тогда как оценка этой величины из импульса Ферми a (PF) = (0,245 ± 0,012) мрад. В этих же работах наблюдались азимутальные корреляции а-частиц, что интерпретировалось как наличие переданного импульса со стороны ядра-мишени. В эксперименте по фрагментации ядра l39La [50] с энергией 1,2 ГэВ/нуклон распределения проекций поперечных импульсов тяжелых фрагментов с зарядами Z = 26-56 оказалось значительно более широкими, чем это ожидалось из статистической модели фрагментации Г-Ф-Х. В эксперименте по изучению фрагментации ядра 24Mg с импульсом 4,5 А ГэВ/с авторы делают вывод о наличии остаточного фрагментирующего ядра, которому передается дополнительный поперечный импульс со стороны ядра-мишени [51]. Полученные противоречивые экспериментальные результаты затрудняли однозначность выводов о механизме фрагментации.

Как будет показано ниже на примере 1бО + Em, 22Ne + Ет, 32S + Ет

ЛАО взаимодействий, а также глубоко неупругих Pb + Ет взаимодействий, эти противоречия обусловлены не разнообразием механизмов фрагментации для разных комбинаций сталкивающихся ядер при разных энергиях, а рядом причин, связанных с методикой эксперимента.

Вместе с тем при изучении фрагментации легких нейтроноизбыточных ядер 6Не, 8Не, uLi, иВе, 19С при энергиях менее 1 ГэВ/нуклон было показано, что как распределения продольных импульсов, так и распределения проекций поперечных импульсов определенных фрагментов легких нейтроноизбыточных ядер и нейтронов представляют собой сумму двух нормальных распределений [9-14]. Стандартное отклонение широкого распределения Гаусса соответствует обычному статистическому механизму фрагментации стабильных ядер. В то время как узкая компонента обусловлена наличием нейтронного гало у вышеуказанных ядер. Более подробно это будет рассмотрено в 4-й главе.

Работы по исследованию фрагментации ядер лития, бора, кислорода, неона, магния, серы и свинца проводились в ПИЯФ и продолжаются до сих пор. Ряд работ по изучению фрагментации релятивистских ядер в широком диапазоне энергий и масс, проведенных с участием автора [52-71], послужил основой представляемой диссертации.

Первая глава посвящена изучению фрагментации ядра 22Ые с импульсом 4,1 А ГэВ/с. Для фрагментов ядра 22Ые с различными зарядами получены экспериментальные распределений величин Р1Г, проекций поперечных импульсов на плоскость эмульсии, которые согласуются с распределениями Гаусса. Экспериментальные оценки дисперсий распределений для фрагментов с различными зарядами описываются параболической зависимостью от массы фрагмента Р=2 Ъ? в соответствии со статистической моделью фрагментации Гольдгабер. Показано, что для всех фрагментов исследуемой группы ядер экспериментальные распределения величины р. =р I л-\ (где р - проекция поперечного импульса фрагмента с массой Р на плоскость эмульсии, А -массовое число первичного ядра) описываются нормальным распределением. Стандартное отклонение распределения стехр = (102,5 ± 2,5) МэВ/с, хорошо согласуется с ожидаемой величинои сг0 =Рг/у/5 = 105,1 МэВ/с, определяемой через граничный импульс Ферми (РР) для ядра № из эксперимента по квазиупругому рассеянию электронов на ядрах.

В этой же главе исследовано распределение поперечных импульсов вторичных фрагментов ядер 22№. Показано, что совокупность величин р ^ р — О-.1/2 { для вторичных фрагментов распределена по Гауссу со средним значением, близким к нулю, и стандартным отклонением стехр = (105 ±7) МэВ/с, равным ~ РР/л/5 исходного ядра 22№ Ъг - заряды первичного и вторичного фрагментов, ср2 - "плоский" угол вторичного фрагмента относительно направления вектора импульса первичного фрагмента, Ро - импульс на нуклон ядра 22Ne). Сделан вывод, что свойства первичных фрагментов, продуктов фрагментации ядра Ne (в основном это ядра с зарядами 5, 6, 7, 8 и 9), не отличаются от свойств стабильных изотопов. Их последующая фрагментация также описывается в рамках статистической модели Г-Ф-Х.

Во второй главе представлены результаты исследования фрагментации легких ядер О с импульсом 4,5 А ГэВ/с и S с импульсами 4,5 А ГэВ/с и 200 А ГэВ/с. Для всех фрагментов исследуемой группы ядер

I А\ экспериментальные инклюзивные распределения величины р' = р ■ у F (А - F) хорошо описываются распределением Гаусса. Экспериментальные оценки стандартных отклонений аосхр(у) совпадают со значениями с0, ранее определенными в эксперименте по квазиупругому рассеянию электронов на ядрах, и со значениями, вычисленными через радиусы ядер кислорода и серы .

Экспериментальные распределения безразмерной переменной Р, равной проекции поперечного импульса фрагмента на плоскость эмульсии, деленной на соответствующее стандартное отклонение (т. н. универсальный или обобщенный поперечный импульс), согласуются с ожидаемым из статистической модели Г-Ф-Х стандартным нормальным распределением. Оно не зависит ни от энергии и массовых чисел первичного ядра А и фрагмента F, ни от величины величины граничного импульса Ферми PF и носит универсальный характер. При таком представлении данных достигается унификация в описании экспериментальных инклюзивных распределений поперечных импульсов для фрагментов любых ядер. Полученные экспериментальные распределения событий, содержащих два и более фрагментов, по коэффициентам азимутальной асимметрии и коллинеарности также согласуются с гипотезой независимого разлета фрагментов.

В третьей главе исследуется механизм фрагментации тяжелого ультрарелятивистского ядра 208РЬ с импульсом 160 А ГэВ/с в центральных взаимодействиях с ядрами в фотоэмульсии. Для достижения необходимой точности измерения парных плоских углов фу между следами легких фрагментов, а также определения их зарядов с высокой надежностью были разработаны и применены новые методы. Так, вместо обычно используемого трудоемкого метода оценки заряда счетом 8-электронов был внедрен метод, основанный на измерении суммарной длины спектра сгустков на участке следа фрагмента с неизвестным Ъ. Большое место в ней уделено методике относительных угловых измерений в плоскости фотоэмульсии, которая позволила проводить измерения в угловом диапазоне 0,1-0,5 мрад. Увеличение точности при измерении углов фу достигнуто за счет использования большого числа (около 100-200) усредненных У-координат оптических центров проявленных зерен, что привело к уменьшению эффективной величины шума зерен.

По измеренным углам фу между парами следов легких фрагментов ядер свинца (с зарядами Ъ = 2, 3, 4) в плоскости эмульсии получена оценка константы нормального распределения "плоских" углов ф фрагментов относительно вектора импульса первичного ядра Р0, аф = (0,37 ± 0,02) мрад. Полученная оценка также совпадает с величиной, определяемой из импульса Ферми для ядра свинца.

Четвертая глава посвящается изучению корреляций поперечных импульсов фрагментов. Из анализа распределений парных плоских углов и парных азимутальных углов между двухзарядными фрагментами в реакциях |60 -> > 2а + X, 22Ые -> > 2а + X, 328 -> > 2а + X сделан вывод о существовании двух механизмов их образования. Основная их часть есть результат холодной фрагментации ядер. Доля а-частиц от распада промежуточного состояния 8Ве—>2<х в вышеуказанных реакциях для ядер |60 составляет ~ 9,7 %, 22Ие ~ 8,7 % и 32Б ~ 4, 6%. Достигнутая точность измерения относительных углов фу в плоскости эмульсии -0,01 мрад позволила обнаружить этот канал и среди а-частиц, фрагментов ядра свинца с энергией 160 А ГэВ. Оценка доли этого канала составляет (13 ± 2 ) %.

В заключении подводятся итоги и формулируются основные выводы, полученные в ходе исследования.

Результаты исследования фрагментации релятивистских ядер, проведенные в диссертации, существенны для понимания механизма ядро-ядерных взаимодействий при высоких энергиях, процессов кластеризации нуклонов в ядрах, уточнения существующих представлений о процессе нуклеосинтеза.

Подводя итог, можно утверждать, что на современном этапе явление фрагментации релятивистских ядер все более превращается из объекта исследования в инструмент исследования.

Настоящая работа, связанная с изучением процесса фрагментации релятивистских ядер с использованием метода ядерной фотоэмульсии, включая облучение фотоэмульсионных камер на ускорителе SPS, Церн, и нуклотроне ОИЯИ, их обработку, измерения и получение значимых физических результатов, была бы невозможна вне коллаборации EMU01. Автор выражает свою глубокую благодарность всем членам данной коллаборации, членом которой ей посчастливилось быть, за многолетнее и плодотворное сотрудничество, особенно М.М. Чернавскому, Г.А. Орловой, В. Брадновой, С.П. Харламову, В.В. Русаковой, Ф.Г. Лепехину, Б.Б. Симонову. Автор признательна Л.Н. Ткач за прекрасно проведенные измерения, Г.Д. Алхазову за ценные замечания при рецензировании рукописи, Д.М. Селиверстову за многолетнюю поддержку проводимых исследований, Н.Г. Полухиной за помощь при микрофотографировании на измерительном комплексе ПАВИКОМ ФИАН, сотрудникам лаборатории информационно-вычислительных систем В.В. Добырну, Д.А. Асфендиарову за обеспечение высокой надежности измерительного комплекса на базе микроскопа МПЭ-11.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Опираясь на всю совокупность полученных данных (8740 событий, содержащих 20733 заряженных релятивистских фрагмента), проведен эмпирический анализ, позволивший выявить основные закономерности процесса фрагментации релятивистских ядер при их неупругих

22Ме, 32Б и 207РЬ) и энергий (от -3,7 до 200 ГэВ/нуклон).

Основные экспериментальные итоги проведенных исследований сводятся к следующему:

1. Разработан новый метод экспериментального определения зарядов легких фрагментов, основанный на измерении суммарной длины спектра сгустков.

2. Разработана методика измерения малых углов, позволяющая измерять парные углы в плоскости эмульсии между фрагментов свинца с импульсом 160 А ГэВ/с порядка 0,1-0,5 мрад с точностью ~ 0,01 мрад.

3. Исследована фрагментации группы легких ядер: 22№, 160 и 32Б в диапазоне энергиий 3,7 - 200 А ГэВ. Показано, что а) Для всех фрагментов исследуемой группы ядер экспериментальные поперечного импульса фрагмента с массой Б на плоскость эмульсии, А -массовое число первичного ядра) описываются распределением Гаусса. Экспериментальные оценки стадартных отклонений а0ехр(у) с хорошей точностью совпадают со значениями со, определяемыми граничным импульсом Ферми, ранее измеренными в эксперименте по квазиупругому рассеянию электронов на ядрах и со значениями, вычисленными через радиусы ядер кислорода, неона и серы. Для ядра 1бО (4,5 А ГэВ/с) оценка константы этого распределения сгоехр(у)= Ю2,3 ± 1,2 МэВ/с, для ядра 22Ие (4,1 взаимодействиях с ядрами в фотоэмульсии в широком диапазоне масс (1бО, распределения величины где ри - проекция

А ГэВ/с) аосхр(у) = 102,5 ±2,5 МэВ/с, для ядра 328 (4,5 А ГэВ/с) стосхР(у) = Ю5,0 ± 1,3 МэВ/с, а для ядра 32Б (200 А ГэВ/с) а0ехр(у) = 102,9 ± 1,5 МэВ/с.

Экспериментальные оценки дисперсий распределений величин Рху для ч<ч фрагментов ядра с различными зарядами описываются параболической зависимостью от И в соответствии со статистической моделью фрагментации Гольдгабер. б) Экспериментальные распределения по коэффициентам азимутальной асимметрии (а) и коллинеарности (|3) в событиях мультифрагментации вышеуказанных ядер согласуются с полученными в модели независимого испускания (МНИ).

4. Исследовано распределение поперечных импульсов вторичных фрагментов ядер 22№. Показано, что совокупность величин

Ру = Р0- • Ч<Рг Для вторичных фрагментов распределена по — ¿2)

Гауссу со средним значением, близким к нулю, и стандартным отклонением (7е>:р = (105 ± 7) МэВ/с, равным

РрЛ/5 исходного ядра Ие - заряды первичного и вторичного фрагментов, фг - "плоский" угол вторичного фрагмелта относительно направления вектора импульса первичного уу фрагмечта, Ро - импульс на нуклон ядра №).

5. Исследована фрагментация тяжелого релятивистского ядра 208РЬ в

ЧЛО глубоко неупругих РЬ+Еш взаимодействиях при энергии 160 А ГэВ. По измеренным углам фу между парами следов легких фрагментов ядер свинца (с зарядами Ъ = 2, 3, 4) в плоскости эмульсии получена оценка константы нормального распределения "плоских" углов ф фрагментов относительно вектора импульса первичного ядра Р0, сгф = (0,38 ± 0,02) мрад. Полученная оценка также совпадает с величиной, определяемой из импульса Ферми для ядра свинца.

6. В распределениях плоских парных углов фу между следами

1 (л двухзарядных фрагментов ядер и Б имеется избыток в области малых углов <2,5 мрад, обусловленный дополнительным каскадным

О и механизмом их образования через канал Ве —> 2а. Из анализа распределении парных "плоских" углов и парных азимутальных углов между двухзарядными фрагментами в реакциях ,60-> > 2а + X, 22Ие -> > 2а + X, 32Э -> > 2а + X сделан вывод о существовании двух механизмов их образования. Основная их

часть есть результат холодной фрагментации ядер. Доля а-частиц от распада в 16 промежуточного состояния Ве—>2а в вышеуказанных реакциях для ядер О составляет = 9,7 %, 22Ые и 8,7 % и 32Э к 4, 6 %.

ЛЛв

7. В глубоко неупругих РЬ + Еш взаимодействиях (160 А ГэВ) в распределении парных углов в плоскости эмульсии между следами двухзарядных фрагментов ядер свинца в области фу < 0,03 мрад также имеется избыток, обусловленный распадом 8Ве —> 2а, оценка доли этого канала составляет (13 ± 2) %.

Резюме:

Таким образом, анализ полученного экспериментального материала наряду с другими экспериментами в этой области обнаруживает его глубокую аналогию с процессом фрагментации адронов, первые представления о котором сформулированы Фейнманом, Грибовым и Янгом. Суть этого процесса состоит в освобождении виртуальных фрагментов, существующих в ядре, и в превращении их в реальные наблюдаемые фрагменты после взаимодействия с ядром-мишенью. При этом они сохраняют направление и величины импульсов предшествующих им виртуальных фрагментов. Т. е., начиная с энергии около 1 ГэВ/нуклон, достигается режим предельной фрагментации.

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

Наблюдаются и отклонения от этих общих закономерностей. Среди двухзарядных фрагментов исходных релятивистских ядер существует примесь за счет дополнительного каскадного механизма их образования через распад о 8 основного состояния Ве —> 2а. По-видимому, образование префрагмента Ве является характерным для фрагментации большей части ядер. Существование метастабильного состояния двух а-частиц в виде 8Ве представляет интерес и в связи с нуклеосинтезом. В водородных звездах образованию более тяжелых ядер препятствует нестабильность изотопов с

А := 5. Но в гелиевых звездах синтез 12С становится возможным именно благодаря промежуточному состоянию 8Ве (т. н. реакция Солпитера-Хойла). Возможно, что обнаруженные довольно заметные вероятности фрагментации большой группы релятивистских ядер через промежуточное состояние 8Ве—> 2а можно рассматривать как указание на его определенную роль в нуклеосинтезе и более тяжелых ядер, чем ,2С.

1. А.С. Ботвина, А.С. Ильинов, И.Н. Мишустин, "Статистическое моделирование развала высоковозбужденных ядер", ИЛИ АН СССР, П-0490, М., 1986, с. 35.

2. J. Hufner, "Heavy fragments produced in proton-nucleus and nucleus-nucleus collisions at relativistic energies", Physics Reports 125, No. 4 (1985) 129-185.

3. J. P. Bondorf et al., "Statistical Multifragmentation of Nuclei", Phys. Rep. 2571995) 133-221.

4. J. Benecke, T.T. Chou, C.N. Yang, E. Yen, "Hypothesis of Limiting Fragmentation in High-Energy Collisions", Phys. Rev. 188 (1969) 2159-2169.

5. A.S. Goldhaber, "Statistical Model of Fragmentation Processes", Phys. Lett. B531974) 306-308.

6. H. Feshbach and K. Huang, "Fragmentation of relativistic heavy ions", Phys. Lett. 47B (1973) 300-302.

7. P.Van Isacker, G. Auger and C. Grosjean, "Quantal version of Goldhaber's fragmentation model" (invited contribution at the XXVth Symposium on Nuclear Physics, Taxco, Mexico, 7-10 January 2002), Ganil P 02 06, p. 11.

8. H. P. Маттук, "Фейнмановские диаграммы в проблеме многих тел", М.: Мир, 1969.

9. С.А. Bertulani and M.S. Hussein, "Direct versus Sequential Fragmentation of Neutron-Rich Nuclei", Phys. Rev. Lett. 64 (1990) 1099-1102.

10. T. Kobayashi et al.," Projectile Fragmentation of Extremely Neutron-Rich Nucleus "Li at 0.79 GeV/nucleon", Phys. Rev. Lett. 60 (1988) 2599-2602.

11. A. A. Korsheninnikov, T. Kobayashi, "Main mechanisms in fragmentation of the exotic nucleus 6He", Nucl. Phys. A 567 (1994) 97-110.

12. D. Bazin et al., "One Neutron Halo of19C", Phys. Rev. Lett. 74 (1995) 35693572.

13. A.A. Korsheninnikov et al., "Neutron Momentum Distributions from Fragmentation of the Exotic Nucleus 8He", Europhys. Lett. 29 (5), (1995) 359364.

14. M. Zinser et al., "Study of the Unstable Nucleus 10Li in Stripping Reactions of the Radioactive Projectiles nBe and nLi", Phys. Rev. Lett. 9 (1995) 1719-1722.

15. F.G. Lepekhin, D.M. Seliverstov, B.B. Simonov, "Yields and transverse momenta of the 6Li fragments in the emulsion at 4.5 GeV/c per nucleón", Eur. Phys. J. Al (1998) 137-141.16. http://becquerel.lhe.jinr.ru

16. Ф.Г. Лепехин, "Партонная картина фрагментации релятивистских ядер", Материалы XXXI Зимней школы ПИЯФ, Репино, 1997, с 315-348.

17. Ф.Г. Лепехин, "Образование и роль 8Ве при фрагментации легких ядер", ЭЧАЯ 36, вып. 2 (2005) 436-459.

18. Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов, И.А. Тутынь, Нуклеосинтез во Вселенной, М.: Изд. Моск. ун-та, 1998; http:/nuclphys.sinp.msu/ru/np/nuclsint/index/html

19. J.W. Wilson et al., "Transport Methods and Interactions for Space Radiations", NASA Reference Publication (1991) 1257.

20. С. Пауэлл, П. Фаулер, Д. Перкинс, "Исследования элементарных частиц фотографическим методом", М.: ИЛ, 1962,420 с.

21. J.J. Lord, J. Fainberg, М. Shein, "Evidence for the Multiple Production of Mesons in a Single Nucleon-Nucleon Collision", Phys. Rev. 80 (1950) 970-973.

22. Б. Росси, "Частицы больших энергий", М.: ГИЗ тех-теор. лит., 1955, 636 с.

23. М. Danysz, J. Pnievski, "Delayed Disintegration of a Heavy Nuclear Fragment", Phil. Mag. 44 (1953) 348-350.

24. M. Blau, H. Wambacher, "Disintegration Processes by Cosmic Rays with the Simultaneous Emission of Several Heavy Particles", Nature 140 (1937) 685-688.

25. И.И. Гуревич, А.П. Жданов, А.И. Филиппов "Расщепление ядер космическими лучами", ДАН СССР 18 (1938) 169-171.2?. P. Frier, E.J. Lofgren, Е.Р. Ney and F. Oppenheimer, "The Heavy Component of Primary Cosmic Rays", Phys. Rev., 74 (1948) 1818-1827

26. P. Frier, E.J. Lofgren, E.P. Ney and F. Oppenheimer and H.L. Bradt and B. Peters, "Evidence for Heavy Nuclei in the Primary Cosmic Radiations", Phys. Rev 74 (1948) 213-217.

27. H.L Bradt and B. Peters, "Investigation of the Primary Cosmic Radiation with Nuclear Photographic Emulsion", Phys. Rev. 74 (1948) 1828-1837.

28. Leprince Rinquet et al, "Two Kinds of Very High Energy Cosmic-Ray Stars", Phys. Rev. 76 (1949) 1273.

29. H.L. Bradt and B.Peters, "Heavy Nuclei in the Primary Cosmic Radiation", Phys. Rev. 77 (1950) 54-70.

30. C.J. Waddington, "The composition of the Primary Cosmic Radiation", Prog. Nucl. Phys. 8 (1960) 1-47.

31. Otterlund, "Cascade and evaporation processes in relativistic nucleus-nucleus and proton-nucleus interactions", Ark. Fys. (Sweden) 38 (1969) 467-487.

32. B. Andersson, I. Otterlund and K. Kristiannson, "A study of relativistic nucleus-nucleus collisions in nuclear emulsion", Ark. Fys. (Sweden) 31 (1966) 527-548.

33. H.H. Heckman, D.E. Greiner, P.J. Lindstrom and F.S. Beiser, "Fragmentation of UN Nuclei at 29 GeY: Inclusive Isotope Spectra at 0°", Phys. Rev. Lett. 28 (1972) 926-929.

34. D.E. Greiner, P.J. Lindstrom, H.H. Heckman, Bruce Cork, "Momentum Distributions of Isotopes Produced by Fragmentation of Relativistic 12C and I60 Projectiles", Phys. Rev. Lett. 35 (1975) 152-155.

35. H.H. Heckman, D.E. Greiner, P.J. Lindstrom and H. Shwe, "Fragmentation of 4He, 12C, ,4N and 160 nuclei in nuclear emulsion at 2.1 GeV/nucleon", Phys. Rev. C 17 (1978) 1735-1747.

36. G.D. Westfall, Lance W. Wilson, P.J. Lindstrom, H.J. Crawford, D.E. Greiner and H.H. Heckman, "Fragmentation of relativistic 56Fe", Phys. Rev. C 19 (1979) 1309-1323.

37. J.Cugnon and R. Sartor, "Factorization in high-energy nucleus-nucleus fragmentation cross section", Phys. Rev. C 21 (1980) 2342-2344.

38. D.L. Olson, B.L. Berman, D.E. Greiner, H.H. Heckman, P.J. Lindstrom, H.J. Crawford, "Factorization of fragment-production cross section in relativistic heavy-ion collisions", Phys. Rev. C 28 (1983) 1602-1613.

39. M.I. Adamovich et al., "Production of helium (Z=2) projectile fragments in 0-emulsion interactions from E/A=2 to 200 GeV", Phys. Rev. C 40 (1989) 66-72.

40. M.I. Adamovich et al., "Limiting Fragmentation in Oxigen-Induced Emulsion Interactions at 14.6, 60 and 200 GeV/nucleon", Phys. Rev. Lett. 62 (1989) 2801-2804.

41. M.I. Adamovich et al., "Study of Angular Distribution of Helium Projectile Fragments in Interactions of 200 A GeV S Ions with Emulsion Nuclei", Modern Physics Letters A8 (1993) 21-31.

42. M.I. Adamovich et al. (EMU01 Coll.), "Helium Production in 10.7 A GeV Au Induced Nucleus-Nucleus Collisions", Phys. Lett. B 338 (1994) 397-402.

43. M.I. Adamovich et al., "Multifragmentation of Gold nuclei in the interactions with photo emulsion nuclei at 10.7 GeV/nucleon", Z. Phys. A 359 (1997) 277290.

44. E. Stenlund (Coll. EMU01), "Particle Production in Gold and Lead Induced Interactions at AGS and SPS", Nucl. Phys. A 590 (1995) 597-600.

45. M.I. Adamovich et al. (EMUOl Coll.), "Helium Production in 158 A GeV/c Pb on Pb Interactions", Phys. Lett. В 390 (1997) 445-449.

46. Н.П. Андреева и др., "Неупругие столкновения ядер неон-22 с ядрами в фотоэмульсии при импульсе 90 ГэВ/с", Известия Российской академии наук, серия физическая 50, N 11 (1986) 2103-2105.

47. С.А. Краснов и др., "Корреляционные явления при фрагментации релятивистского ядра неон-22 при Р = 90 ГэВ/с и динамика этого процесса", ЯФ 47 (1988) 949-958.

48. F.P. Brady et al., "Large p, from the Fragmentation of 1.2 GeV/nucleon 139La Nuclei", Phys. Rev. Lett., 60 (1988) 1699-1702.

49. А.И. Бондаренко и др., "Изучение неупругой фрагментации ядра 24Mg при ро/А = 4.5 ГэВ/с в фотоэмульсии", ЯФ 55 (1992) 137-149.

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

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

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

53. L. Just, ., O.V. Levitskaya et al., "Fragmentation of relativistic sulphur nuclei in nuclear emulsion", Proc. of the 15th EMUOl Collaboration Meeting, Constantsa, 1996.

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

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

56. M.I. Adamovich, O.V. Levitskaya et al,, "Nuclear Effect in Higher-Dimensional Factorial Moment Analysis of the 0-16, S-32 and Au-197 Emulsion Interaction Data at 200, 60 and 11 A GeV/c", Z. Phys. С 76 (1997) 659-663.

57. M.I. Adamovich, ., O.V. Levitskaya et al., "Charged particles multiplicities, densities and fluctuations in Pb+Pb interactions at 158 A GeV", Phys. Lett. В 407 (1997) 92-96.

58. M.I. Adamovich, . , O.V. Levitskaya et al., "Angular distributions of light projectile fragments in deep inelastic Pb+Em interactions at 160 A GeV", Eur. Phys. J. A 6 (1999) 421-425.

59. F.G. Lepekhin, O.V. Levitskaya, B.B. Simonov, "About the Correlations of Fragment Transverse Momenta at Multifragmentation of Relativistic Nuclei", Preprint PNPI NP-28-1999 N 2313, Gatchina, 1999, p. 19.

60. F.G.Lepekhin, O.V. Levitskaya, B.B. Simonov, "Statistical multifragmentation of nuclei and Azimuthal Correlations", PNPI Research Report 1998-1999, Part 1, Gatchina (2000) 165-166.

61. M.I. Adamovich, O.V. Levitskaya et al., "Azimuthal correlations of secondary particles in S induced interactions with Ag(Br) nuclei at 4.5 GeV/c/nucleon", Particles and Nuclei, Letters №4 101.-2000, pp. 75-82.

62. F.G. Lepekhin, O.V. Levitskaya, "Methods of Small Angles Measurement in Emulsion Plane", Preprint PNPI № 2448,2001, p. 18.

63. F.G. Lepekhin, O.V. Levitskaya, B.B. Simonov, "The Projectile Fragments in Nuclear Emulsion", PNPI XXX, High Energy Physics Division Main Scientific Activities 1997-2001, Gatchina, 2002, pp. 210-217.

64. Ф.Г. Лепехин, O.B. Левицкая, Б.Б. Симонов "Оценка импульсов однозарядных фрагментов релятивистских ядер свинца с энергией 160 А ГэВ", Препринт ПИЯФ № 2492, Гатчина, 2002, с. 16.I

65. O.V. Levitskaya, F.G. Lepekhin, "Secondary fragments of relativistic Ne at 4.1 A-GeV/c nuclei in nuclear emulsion", Particles and Nuclei, Letters № 2 117.-2003, pp. 34-38.

66. O.B. Левицкая, "Фрагментации релятивистских ядер 1бО с импульсом 4,5 А ГэВ/с и S с импульсами 4,5 и 200 А ГэВ/с ", Препринт ПИЯФ- 2660, Гатчина, 2006, с.18.

67. Н.П. Андреева, ., О.В. Левицкая и др., "Топология "белых звезд" в релятивистской фрагментации легких ядер", ЯФ 68, N3 (2006) 484-491.

68. Физический энциклопедический словарь, Советская энциклопедия, М., 1965, т. 4, с. 456.1. У)

69. К.П. Андреева и др., "Фрагментация релятивистских ядер Ne на ядрах фотоэмульсии", ЯФ 47 (1988) 157-167.

70. Ф.Г. Лепехин, Б.Б. Симонов, "Фрагментация релятивистских ядер в ядерных фотоэмульсиях", Препринт ПИЯФ-1885, Гатчина, 1993, с. 33.

71. Ф.Г. Лепехин, "Множественное рождение частиц в адрон-ядерных взаимодействиях и фрагментация релятивистских ядер в ядерных фотоэмульсиях", диссертация на соискание степени доктора ф.м.н., с. 172.

72. E.J. Moniz et al., "Nuclear Fermi Momenta from Quasielastic Electron Scattering", Phys. Rev. Lett. 26 (1971) 445^148.

73. E.M. Friedlander et al., "Evidence for Anomalous Nuclei among Relativistic Projectile Fragments from Heavy-Ion Collisions at 2 GeV/Nucleon", Phys. Rev. Lett. 45 (1980) 1084-1087.

74. H.B. Barber, P.S. Frier and C.J. Waddington, "Confirmation of Anomalous Behavior of Energetic Nuclear Fragments", Phys. Rev. Lett. 48 (1982) 856.

75. B.P. Bannik et al., "Interaction Mean Free Path in Nuclear Emulsion of Fragments of Ne-22 Nuclei with Momentum 4.1 GeV/c and the problem of Anomalons", Z. Phys. A 321 (1985) 249-254.

76. V. Kumar et al., "On the compression and multifragmentation of nuclear matter at high energies", Int. Journ. of Modern Physics 5, № 1 (1996) 217-226.

77. C.A. Азимов и др. "Исследование корреляций при множественном рождении частиц" в сб. Множественные процессы при высоких энергиях, Ташкент, Уз. ССР, 1976, с. 120-164.

78. С. Adler et al. (STAR Collaboration), "Identified particle elliptic flow in Au-Aucolligions at S(NN),/2 = 130 GeV", Phys. Rev. Lett. 87 (2001) 182301182306.

79. Nicolas Borghini et al., "Flow analysis from multiparticle azimuthal correlations", Phys. Rev. С 64 (2001) 054901-054923.

80. А. Элтон, "Размеры ядер", M.: ИЛ, 1962,159 с.

81. M. Kidd, P J. Lindstrom, H.J. Crayford, G. Woods, "Fragmentation of Carbon Ions at 250 MeV/Nucleon", Phys. Rev. С 37 (1988) 2613-2623.

82. JI.E. Бенгус и др., "Азимутальные эффекты при фрагментации релятивистских ядер", Письма в ЖЭТФ 38 (1983) 353-355.

83. G.M. Chernov et al., "Fragmentation of relativistic 56Fe nuclei in emulsion", Nucl. Phys. A 412 (1984) 534-550.

84. M.I. Adamovich et al., "Rapidity Density Distributions in 160,28Si, 32S, 197Au and 208Pb Induced Heavy-Ion Interactions at 4 A- 200 A GeV", Phys. Rev. Lett. 69 (1992) 745-748.

85. H. Satz, "A Hunt of Quark-Gluon Plasma? The 1996 Quark Matter Conference ", Nucl. Phys. News 6, N 3 (1996) 5-7.

86. F. Antinori et al., CERN Yellow Report, CERN-EP-2000-002,2000.

87. Relativistic Heavy-Ion Collider (RHIC) www.rhic.bnl.gov

88. ALICE-Technical Proposal for A Large Ion Collider Experiment at the CERN LHC, CERN/LHCC/95-71, LHCC/P3,1995,237 c.

89. A.M. Балдин, А.И. Малахов, "Relativistic Multiparticle Processes in the Central Rapidity Region at Asimptoticaly High Energies", Краткие сообщения ОИЯИ №1 87.-98, Дубна, 1998. с. 5-12.

90. J.P. Blaizot and J.Y. Ollitrault, 'ОТ Suppression in Pb-Pb Collisions: A Hint of Quark-Gluon Plasma Production ?", Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 1703-1706.

91. J. Barrette et al., "Measurement of pion enhancement at low transverse momentum and of the A resonance abundance in Si-nucleus collisions at AGS energy" (E814 collaboration), Phys. Lett. В 351 (1995) 93-98.

92. M.C. Abreu et al., "Intermediate mass muon pair continuum in Pb-Pb collisions at 158 GeV/c", Nucl. Phys. A 610 (1996) 331-341.

93. M.C. Abreu et al., "Anomalous JyT Suppression in Pb-Pb interactions at 158 GeV/c per nucleon", Phys. Lett. В 410 (1997) 337-343.

94. К. Geiger, "Space-time Description of Ultra-relativistic Nuclear Collisions in the Parton Picture", Phys. Rep. 258 (1995) 237-376.

95. Д. Ритсон, Экспериментальные методы в физике высоких энергий, М.: Наука (1964) 134-235.

96. М. Блау, "Фотографические эмульсии" в сб. "Принципы и методы регистрации элементарных частиц", М.: ИЛ (1963) 249-313.

97. Ф.Г. Лепехин, "Различение частиц по измерениям ионизационных параметров их следов в ядерных фотоэмульсиях", ПТЭ №5 (1964) 65-70.

98. А.С. Ассовская, Ф.Г. Лепехин, "Измерение относительной ионизации по счету сгустков и спектру просветов на следах быстрых частиц в ядерных фотоэмульсиях", Успехи научной фотографии 12 (1966) 147-150.

99. Л.М. Богомолова, Ф.Г. Лепехин, Б.Б, Симонов, "Ионизационные измерения в ядерных фотоэмульсиях на микроскопах с выводом цифровой информации", препринт ФТИ-272, Ленинград, 1970, с. 15.

100. В.Г. Воинов, И.Я. Часников, "Многократное рассеяние частиц в ядерных фотоэмульсиях", 1969, Алма-Ата, Наука Каз. ССР, с. 130.

101. А.П. Жданов, . Ф.Г. Лепехин, "Измерение малых углов в ядерных фотоэмульсиях", ПТЭ №4 (1957) с. 32.

102. В.Г. Воинов, М.М. Чернявский, "Некоторые систематические ошибки оценок импульсов и углов вылета заряженных частиц в ядерных фотоэмульсиях", Труды ФИАН, т. 108, М.: Наука, 1979, с. 166.

103. М.И. Третьякова, "Неупругие взаимодействия адронов высокой энергии с нуклонами и ядрами в ядерной фотоэмульсии и явление кластеризации", диссертация, Москва, ФИАН, 1984, с. 462.

104. С. Барашенков, В.Д. Тонеев, "Взаимодействия высокоэнергетических частиц и атомных ядер с ядрами", М.: Атомиздат, 1972, 648 с.

105. M.V. Zhukov et al., "Bound state properties of Borromean halo nuclei: 6He and 11 Li", Phys. Rep. 231 (1993) 151-199.1141. Tanihata et al., "Revelation on thick neutrons skins in nuclei", Phys. Lett. В 289(1992)261-266.

106. Kobayashi, "Projectile fragmentation of Exotic Nuclear Beams", Nucl. Phys. A 538(1992) 343-352.

107. T.T. Aumann et al., "Manifestation of the halo structure in momentum distributions from 6He fragmentation", Nucl. Phys. A 640 (1998) 24-36.

108. D. Aleksandrov et al., "Invariant mass spectrum and a-n correlation function studied in the fragmentation of 6He on a carbon target", Nucl. Phys. A 633 (1998) 234-246.

109. G.D. Alkhazov, "Breakup of Exotic Nuclei and Correlations of Halo Neutrons", Preprint PNPINP-17-1999 N 2302, Gatchina, 1999, p. 15.

110. T. Nilsson et al., "Dissociation of 8He into 6He+n+X at 240 MeV/u", Nucl. Phys. A 583 (1995) 795-798.

111. T. Nilsson et al., "6He and neutron momentum distributions from 8He in nuclear break-up reactions at 240 MeV/u", Nucl. Phys. A 598 (1996) 418^34.

112. Y. Ogava, Y. Suzuki, K. Yabana, "Momentum distributions of a 9Li fragment arising from the (nLi, 9Li) reaction and neutron correlations, Nucl. Phys. A 571 (1994) 784-802.

113. T. Kobayashi, "Nuclear structure experiments on nLi*", Nucl. Phys. A 553 (1993) 465-472.

114. F. Humbert et al., "Longitudinal and transverse momentum distributions of 9Li fragments from break-up of uLi", Phys. Lett. B 347 (1995) 198-203.

115. E. Garrido, D.V. Fedorov, A.S. Jensen, " Momentum distributions of particles from three-body halo fragmentation: Final state interactions", Phys. Rev. C 53 (1996) 3159-3162.

116. E. Garrido, D.V. Fedorov, A.S. Jensen, "Three-body halos. IV", Phys. Rev. C 59 (1999) 735-746.

117. E. Garrido, "Reaction Mechanisms for Two-Neutron Halo Breakup", Phys. Rev. Lett. 86 (2001) 1986-1989.

118. F. Barranco, E. Vegezzi, R.A. Broglia, "Momentum distributions in halo nuclei", Z. Phys. A 356 (1996) 45-48.

119. N.A. Orr, "Fragment Momentum Distribution and the Halo", Nucl. Phys. A 616(1997) 155-168.

120. E. Garrido, D.V. Fedorov, A.S. Jensen, "Breakup reactions of nLi within a three-body model", Phys. Rev. C 59 (1999) 1272-1289.

121. Y. Blumenfield, Ph. Chomas et al., "Angular evolution of peripheral heavy ion reactions at intermediate energies", Nucl. Phys. A 455, (1986) 357-380.

122. J.A. Wheeler, "The Scattering of Alpha-Particles in Helium", Phys. Rev. 59 (1941) 16-26.

123. D.H. Perkins, "Emission of heavy fragments in nuclear explosions", Proceedings of the Royal Society A 203, N 1074 (1950) 399-^17.

124. B.B. Белага и др., "Фрагментация ядра углерода на три альфа-частицы в пропановой пузырьковой камере при импульсе 4,2 ГэВ/с на нуклон", ЯФ 59 (1996) 869-877.

125. Ф.А. Аветян и др., "Когерентная диссоциация кислорода в 4 альфа-частицы при импульсе 4,5 ГэВ/с на нуклон", ЯФ 59 (1996) 110-116.

126. Ф.Г. Лепехин, "Выходы фрагментов ядра 10В", Письма в ЭЧАЯ, Particle and Nuclei, Letters 2002, N 3 112., pp. 25-31.о

127. Ф.Г. Лепехин, Б.Б. Симонов, "Выход фрагментов Be при фрагментации ,0В в эмульсии при энергии 1 ГэВ на нуклон", Препринт ПИЯФ-2554, Гатчина, 2004, с. 32.

128. В.В. Белага, А.И. Бондаренко, Ш.А. Рустамова, Г.М. Чернов, "Изучение парных корреляций между альфа-частицами фрагментами релятивистских ядер", ЯФ 59 (1996) 1254-1256.

129. Margaret С. Foster et al., "Azimuthal Correlations of High-Energy Collisions Products", Phys. Rev. D 6 (1972) 3135-3145.

130. Я.Г. Синай, "Динамические системы-2" в серии "Современные проблемы математики. Фундаментальные направления" т. 2, 1985, Москва, с. 115.

131. G. Audi, A.H. Wapstra and C. Thibault, "The Ame 2003 atomic mass evaluation", Nucí. Phys. A 729, (2003) 337-676.

132. B.B. Белага и др. "Эффективные массы и относительные углы пар альфа-частиц из реакции когерентной диссоциации 12С -> 2а при импульсе 4,5 ГэВ/с/нуклон", Сообщения ОИЯИ Р1-95-40, Дубна, 1995.

133. В.И. Гольданский, Ю.П. Никитин, И.Л. Розенталь, "Кинематические методы в физике высоких энергий", М.: Наука, 1987, с. 200.