Интерференционные корреляции частиц, образованных во взаимодействиях адронов с нуклонами и ядрами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ
|
Булеков, Олег Владимирович
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2003
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.16
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)
На правах рукописи
I
Булеков Олег Владимирович
ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЕ КОРРЕЛЯЦИИ ЧАСТИЦ, ОБРАЗОВАННЫХ ВО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ АДРОНОВ С НУКЛОНАМИ И ЯДРАМИ
01.04.16 - физика ядра и элементарных частиц
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.
Москва, 2003
Работа выполнена в Московском инженерно-физическом институте (государственном университете).
Научный руководитель: доктор физико-математических наук,
профессор Поносов Александр Климентьевич, МИФИ, г.Москва
Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук «
Емельянов Валерий Михайлович, МИФИ, г. Москва
доктор физико-математических наук Воробьев Леонид Сергеевич, ИТЭФ, г. Москва
Ведущая организация: Лаборатория высоких энергий
ОИЯИ, г. Дубна
Защита состоится "Ф/гахф*. 2003г. в /^час. Об мин. на заседании специализированного совета Д212.130.07 в Московском инженерно-физическом институте но адресу: 115409, Москва, Каширское шоссе, дом 31. телефон 32391-67.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ.
Автореферат разослан "2*Г аГсГл^2Шг.
Просим принять участие в работе совета или прислать отзыв в одном экземпляре. заверенный печатью организации.
Ученый секретарь специализированного совета
Дмитренко В.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Цели и задачи исследования
Настоящая диссертация посвящена экспериментальному изучению пространственно-временных характеристик области образования частиц методом интерференционных корреляций, исследованию влияния эффекта лидирования, рождения резонансов и взаимодействия в конечном • - состоянии на эти характеристики, изучению их зависимости от массы образующихся частиц. С этой целью были исследованы корреляции во всех возможных зарядовых комбинациях пар пионов, рожденных в реакциях:
7Г~р —► (1)
ж~р —* рп+тг~1г~1Г° (2)
7Г~Р —+ П7Г+7Г+7Г~7Г~ (3)
при первичном импульсе 3,9 ГэВ/с и зарегистрированных 2-метровой водородной пузырьковой камеры ИТЭФ, а также полученных с помощью 2-метровой водородной пузырьковой CERN в реакции
7Г+р —► р7Г+7Г+7Г~7Г° (4)
при первичном импульсе 4,2 ГэВ/с. Были изучены корреляции пар гиперонов АЛ и КК, образованных в реакциях:
п + С—>AA{AJ)+X, (5)
при средней энергии нейтрона 51 ГэВ и зарегистрированных магнитным спектрометром ЭКСЧАРМ, экспонированном в нейтронном канале 5Н Серпуховского ускорителя.
Актуальность проблемы
Двухчастичные корреляции тождественных частиц являются эффективным инструментом, позволяющим совместно с исследованием одночастичных спектров извлекать геометрические и динамические характеристики области рождения частиц, что важно для понимания механизма адронизации кварков и представляет интерес в связи с разработкой методов поиска кварк-глюонной плазмы. Более того, корреляции, обусловленные сильным и кулоновским взаимодействием в конечном состоянии, также позволяют получить подобную информацию при изучении не только тождественных, но и нетождественных частиц.
РОС НАЦИОНАЛЬНА* ЫЮМОТЕКЛ C>9wtpjmr /» .
О» mfimet ЬЬХ /
За последние годы накоплен большой объем экспериментальных данных по двухчастичным корреляциям тождественных пионов. Существуют результаты по корреляции разноименно заряженных пионов, позволяющие исследовать кулоновское взаимодействие в конечном состоянии. Данные же по корреляциям пар, состоящих из заряженных и нейтральных пионов, дающие возможность исследовать сильное взаимодействие в конечном состоянии, практически отсутствуют. В ситуации, когда торетические предсказания о величине и характере этого взаимодействия носят противоречивый характер, представляется актуальным получение экспериментальных результатов по корреляциям пар, состоящих из заряженных и нейтральных пионов, с систематическим учетом кинематических эффектов и влияния резонансов.
Существенный интерес представляет зависимость размеров области рождения от сорта частиц. Так в соответствии с предсказаниями КХД фазовый переход в процессе формирования наблюдаемых состояний должен приводить к различию в длительности испускания частиц в зависимости от их странности, а также к изменению соотношений между поперечными и продольными размерами области рождения. Сравнение экспериментальных данных о зависимости размеров области эмиссии от массы испускаемых частиц с предсказаниями существующих моделей адронного рождения позволяет исследовать область их применимости.
Таким образом представляется актуальным дополнительно к имеющимся данным по корреляциям пионов и каонов получить новые данные по корреляциям A-гиперонов, которые практически ограничиваются результатами, полученными в экспериментах ALEPH, DELPHI и OPAL в е+е~-аннигиляции и NA49 во взаимодействиях ядер свинца.
Научная новизна и значимость работы
1. Проведено совместное исследование двухчастичных корреляций при малых относительных импульсах пар тождественных, разноименно заряженных и состоящих из заряженного и нейтрального пионов. Впервые при исследовании корреляций нетождественных пионов проведено систематическое исследование влияния узких мезонных резонансов r¡ и си ■ на форму корреляционной функции пионов. Показано, что эффект, обусловленный статистикой кварков для системы из заряженного и нейтрального пионов, при имеющемся уровне точности не наблюдается.
2. Впервые в нуклон-ядерных взаимодействиях исследованы двухчастичные корреляции при малых относительных импульсах пар АЛ- и ЛЛ-гиперонов в nC-взаимодействиях. Наблюдаются деструктивные корреляции в области малых относительных импульсов Q для пар ЛЛ-гиперонов.
Эти корреляции отсутствуют для пар ЛХ-гиперонов, что позволяет рассматривать деструктивные корреляции тождественных гиперонов как следствие проявления статистики Ферми-Дирака. Эффект наблюдается для различных типов фона, использованных при построении корреляционной функции.
3. Впервые в нуклон-ядерных взаимодействиях в рамках параметризации Гольдхабера измерен радиус области рождения Л-гиперонов. Его значение превышает наблюдаемое в е+е_-аннигиляции и оказывается меньше полученного во взаимодействии тяжелых ионов. Значение параметра Л оказалось близким к значению -0.5, предсказываемому квантовой статистикой, что может свидетельствовать о малости сильного взаимодействия в конечном состоянии или возможном влиянии формы его потенциала на вид корреляционной функции.
4. Впервые в нуклон-ядерных взаимодействиях получена оценка длины з-волнового ЛЛ-рассеяния, которая оказалась существенно меньше наблюдаемого для длины з-волнового пп-рассеяния.
Автор защищает:
1. Экспериментальные данные по интерференционным корреляциям состоящих из заряженного и нейтрального пар пионов, рожденных во взаимодействиях пионов с импульсом 3.9-4.2 ГэВ/с с протонами.
2. Результаты по исследованию влияния узких мезонных резонансов т) и ш на форму корреляционной функции пары нетождественных пионов, включающей нейтральный пион, и образованной во взаимодействиях пионов с импульсом 3.9-4.2 ГэВ/с с протонами.
3. Экпериментальные данные по наблюдению двухчастичных корреляций при малых относительных импульсах пар АЛ-гиперонов, рожденных в пС-взаимодействиях при средней энергии нейтронов 51 ГэВ.
4. Экпериментальные данные о пространственных характеристиках области рождения Л-гиперонов, образованных во взаимодействиях нейтронов с ядрами углерода.
Практическая полезность
Результаты о пространственных характристиках области рождения частиц, представленные в диссертации, расширяют фактическую основу для развития методики адронной интерферометрии. Полученные данные позволяют проводить проверку предсказаний теоретических моделей интерференционных корреляций относительно вклада сильного взаимодействия в конечном
состоянии. Результаты экспериментального исследования могут быть использованы для создания более реалистичных генераторов взаимодействий, которые необходимы как для учета эффективности существующих экспериментальных установок, так и при планировании новых экспериментов, направленных на изучение пространственно-временной картины адронизации.
Апробация и публикации
Результаты, изложенные в диссертационной работе, были представлены на XV международную конференцию по частицам и ядрам PANIC'99 (Упсала, Швеция), докладывались на сессии Отделения Ядерной Физики РАН в 2000 г. (ИТЭФ), на II-IV Всероссийских конференциях "Университеты России -фундаментальные исследования'^ 2001-2003 гг. (МИФИ), неоднократно обсуждались на рабочих совещаниях сотрудничества ЭКСЧАРМ в Лаборатории физики частиц (ОИЯИ). По материалам диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения. Содержит 110 страниц текста, 40 рисунков, 18 таблиц и библиографию, включающую 105 наименований.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
В первой главе обосновывается актуальность темы исследования. Кратко рассмотрены основы методики аналаза экспериментальных данных с помощью интерференционных корреляций. Рассмотрены наиболее популярные теоретические модели, используемые в настоящее время для получения информации о пространственно-временной структуре области генерации частиц. Приведен краткий обзор экспериментальной ситуации в области исследования интерференционных корреляций.
Вторая глава посвящена методике эксперимента. Приводится краткое описание магнитного спектрометра ЭКСЧАРМ ЛФЧ ОИЯИ и двухметровых пузырьковых камер ИТЭФ и ЦЕРН.
Двухметровая пузырьковая камера ИТЭФ с водородным наполнением экспонировалась в пучке 7г+-мезонов протонного синхротрона ИТЭФ с импульсом 4,23 ± 0,10 ГэВ/с.
Исследования корреляций в области малых относительных 4-импульсов предъявляют высокие требования к разрешению по этому параметру, которое можно оценить по наблюдаемой ширине узких мезонных резонансов (рис.
1с). Среднеквадратичное отклонение, полученное в результате фита суммой гауссиана и гладкой функции распределения по эффективной массе системы (7Г+7Г~7Г°) оказалось равным (8.5±1.4) МэВ/с2 для 77-мезона, а для w-мезона -(24.±1.) МэВ/с2.
Экспериментальный материал для реакций (1)-(3) был получен на 2-метровой водородной пузырьковой камере CERN. Камера была экспонирована в пучке 1г_-мезонов с импульсом
1 1.6 IvUt^ttV), GeV
1 1Л
М.„(яЧ V). GeV
1 1.25 1Л 2 и5 3.93 ГэВ/с.
*" 1 Среднеквадратич-
ное отклонение, полученное в результат те фита суммой гауссиана и гладкой функции распределения по эффективной массе системы (7г+7г~7г°) оказалось равным (6.3±0.4)
1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 МэВ/с2 ДЛЯ Ту-МеЗОНа, М«(ря-). СеУ дая ш,иезот (14.±3.)
Рис. 1: Распределения по эффективной массе: а, Ь
МэВ/с2 (рис. 1а).
- 7Г+7Г-7Г0 из реакции 2; с, <1 - ртг+ из реакции 4. Характеристики
Заштрихованные интервалы соответствуют условию нейтРальных пионов МеПЕ[Мгев±2а]. для реакций 2 и 4
определялись в каждом индивидуальном событии по кинематическому балансу.
Спектрометр ЭКСЧАРМ ЛФЧ ОИЯИ расположен в нейтронном канале 5Н серпуховского ускорителя У-70. Энергетический спектр пучка имеет максимум в районе 58 ГэВ и ширину около 12 ГэВ. Схема расположения основных элементов спектрометра ЭКСЧАРМ представлена на рис.2. В состав установки входят:
• углеродная мишень Т толщиной 1,3 г/см2 по пучку;
• анализирующий магнит СП-40А с апертурой 274 х 49 см2 и с макси-
СП-40А
г,ш
Рис. 2: Спектрометр ЭКСЧАРМ
мальным значением напряженности поля 0,79 Тл и возможностью переключения его полярности;
• система из 11-и многопроволочных пропорциональных камер ПК (25 плоскостей), расположенных до и после магнита (максимальные размеры камер перед магнитом 100х 60 см2, за магнитом - 200х 100 см2);
• годоскопы сцинтилляционных счетчиков И и Г2, используемые для выработки сигнала, запускающего установку (триггера);
• монитор нейтронного пучка М;
• адронный калориметр АК, используемый для измерения энергетического спектра нейтронов пучка;
• четырнадцатиканальный (МПГЧС-14) и тридцатидвухканальный (МПГЧС-32) пороговые газовые черенковские счетчики, МПГЧС-14 заполнен фреоном-12, МПГЧС-32 - воздухом, оба при атмосферном давлении.
Система запуска спектрометра требует прохождения через основные элементы установки не менее четырех заряженных частиц.
В третьей главе исследованы двухчастичные корреляции при малых относительных импульсах пар тождественных, разноименно заряженных и состоящих из заряженного и нейтрального пионов из реакций 1-4. Исследуемая статистика составила 35972 событий для реакции 1, 38371 - для реакции 2, 16189 - для реакции 3, 18567 - для реакции 4.
Для анализа экспериментальных данных была использована двухчастичная корреляционная функция:
= (6)
где р1 и рг - 4-импульсы частиц, N1 я N2- одно- и двухчастичные плотности распределений. Исследовалась зависимость от инвариантной переменной Я2 = -(Р1-Р2)2-
Модель независимо испускающих одночастичных источников с гауссовым пространственно-временным распределением в объеме статичной сферы приводит к параметризации Гольдхабера:
С2(д) = (1+ЛеЧ>(-Ла0а))> (7)
где А - параметр, характеризующий интенсивность корреляций, Я - параметр, пропорциональный среднеквадратичному радиусу сферически симметричного источника в системе покоя дипиона {Е?—< г2 >/3), для учета кинематических корреляций вне области интерференционного пика использовался дополнительный множитель (а 4- + 7<Э2).
Простая геометрическая интерпретация интерференционной картины неприменима в случае, когда источники движутся с релятивистской скоростью друг относительно друга, приводя к сильным корреляциям между пространством-временем и энергией-импульсом испускаемых частиц. Корреляции такого типа возникают вследствие природы каскадной динамики. В интерпретации Бозе-Эйнштейновских корреляций Андерсоном и Хофманом в струнной модели предсказывается приблизительно экспоненциальный вид корреляционной функции:
С2(0) = ДоО + Л ехр(-Яд)), (8)
где Л, как ожидается, не зависит от энергии взаимодействия. Степенной закон получается, если размер источника флуктуирует от события к событию и/или источник является самоподобным (фракталоподобным) объектом, распространяющимся в большом объеме:
С2(М) = А + В(±у. (9)
Для учета кулоновского взаимодействия в конечном состоянии пары заряженных пионов использовался фактор Гамова
2тгт7 г2тжа
где а - постоянная тонкой структуры.
Ключевым вопросом при изучении интерференционных корреляций является проблема выбора фона. В качестве фона используют либо пары разноименно заряженных пионов из того же эксперимента, либо пары, составленные из частиц, входящих в разные события, либо расчеты по физическим моделям.
Для оценки влияния фона на форму корреляционной функции мы исследовали корреляции пар тождественных пионов с тремя перечисленными типами фоновых распределений. На наблюдаемые интерференционные корреляции могут влиять промежуточные резонансные состояния, кулоновское и сильное взаимодействие в конечном состоянии, а также эффекты, обусловленные лидированием. Влияние этих факторов было исследовано на примере корреляций тождественных пионов с фоном из разноименно заряженных пар пионов и пар, состоящих из заряженного и нейтраль-Рис. 3: Зависимость корреляционной функции ного пионов. Сг для тождественных пионов от разности 4- Проведенный учет вклада импульсов С}: реакция 1 (а), реакция 2 (б). Ис- узких мезонных резонансов т] ключены события, удовлетворяющие условию и ш (см. рис1а,с) в корреляци-Ме//(7г+7г~7г°) 6 [Мп,и ± 2<г]. Фон - пары, по- онную функцию при малых лученные перемешиванием (*). Сг(<2) разде- С} позволил разделить про-лена на аналогичную корреляционную функ- странственные области, соот-цию, полученную моделированием с помощью ветствующие прямому рож-ИНТЮР (о) и \1SDM (Д). Сплошная линия дению пионов и образованию - аппроксимация функцией (7). их от распада резонансов.
Показано, что узкие мезон-
аз 04
й5 0£ 07 ов ав 1
0. ГоВ
ные резонансы оказывают влияние на форму корреляционной функции в области малых относительных 4-импульсов, приводя к увеличению пространственных размеров, а Д(1232)-изобары (см. рис.1Ь,<1), напротив, не оказывают заметного влияния. Также установлено, что лидирование приводит к уменьшению амплитуды корреляций, не влияя на их ширину.
Для тождественных пионов выполнено сравнение наблюдаемых конструктивных корреляций в области малых относительных импульсов с рядом моделей, определены размеры области генерации пионов. На рис.3 показаны зависимости Сг((3) для тождественных частиц из реакций 2 и 4 с фоном, полученным методом перемешивания (точки, обозначенные значком *). Видно, что такой метод требует дополнительного учета "нарушения"закона сохранения энергии в фоновых событиях. Этот учет можно провести делением корреляционной функции на корреляционную функцию, построенную тем же методом перемешивания, но для моделированных событий (точки, обозначенные значками о, получены с использованием генератора РИТЮР, Д - кварк-глюонных струн (МЭОМ)). Далее такой способ построения корреляционной функции мы будем называть "двойным отношением". Видно, что корреляционная функция с хорошей точностью близка к единице вне области интерференционного пика.
Таблица 1: Значения параметров аппроксимации распределений Сг(Ф) функцией (7) для реакций 2 и 4 в области изменения переменной 0. < <3 < 1. ГэВ.
дги дг<ь>м/дгВС А И, фм Х2/с.с.
2* 1.77±0.38 1.19±0.06 1.42
2* 1.25±0.19 1.13±0.07 0.81
2* 0.72±0.14 0.73±0.05 1.29
2* 2.07±0.31 1.11±0.06 1.48
2' 0.61±0.12 0.92±0.09 0.87
4* 1.3 ±0.4 1.35±0.11 1.48
4* 0.72±0.24 1.31±0.15 1.52
4* 0.52±0.22 1.25±0.19 1.26
4* 1.62±0.34 1.37±0.11 1.46
4* о.55±о:гз 1.28±0.19 1.51
Результаты аппроксимации корреляционных функций, показанных на рис.3, представлены в табл.1. Значения параметра И существенно не отличаются от полученных для фона из разноименно заряженных пионов. Значения пара-
метра А, полученное при использовании модели РШТЮР, систематически завышены.
Звездочка над номером реакции в таблице соответствует тому, что при обработке не учитывались события, в которых эффективные массы какой-либо трехчастичной комбинации пионов попадали в интервалы, соответствующие резонансам т] и а; ([537 -Ь 561] МэВ и [757 4- 813] МэВ для реакции 2, [531 567] МэВ и [739 Ч- 835] МэВ для реакции 4). Указанные интервалы соответствуют условию Мец е [Мгез ± 2 а] и изображены на рис.1а-1(1 в виде заштрихованных гистограмм. Корреляции разноименно заряженных пионов лежат в области мень-Рис. 4: Зависимость корреляционной функции ших д> чем корреляции тож-С2 для пар, состоящих из нейтрального и за- деСтвенных частиц, и облада-ряженного пионов от разности 4-импульсов С} ют значительно большей ин-для реакции 2. Исключены события, удовле- тенсивностыо, что свидетель-творяющие условию Ме//(7г+7Гтг0) 6 [МГ)Ы ± ствует об их различном пр0-2а]. Фон: а - пары пионов, полученные моде- ИСХождении. Узкие деструк-лированием с помощью РШТЮР (о) и МББМ тивные корреляции в об- пары пионов, полученные перемеши- ласхи < ]00 МэВ, накла-ванием (*) и С2{0), полученная перемешива- дышиощиеся на более широ-нием, деленная на аналогичную корреляцион- кие) обусловленные тождест-ную функцию, полученную моделированием с венностью, являются след-помощью РШТЮР (о) и МБЭМ (Д). ствием использования в каче-
стве фонового распределения пар 7Г+7Г~, в свою очередь содержащих корреляции. Этот вывод подтверждается исчезновением узких корреляций при использовании в качестве фонового распределения пар 7г+7г°, 7г~7г° или полученного моделированием. По-
С214
12 1 0£ 06 0.4 02 0
0.1 02 0-3 04 05 Об 0.7 08 03
0, ГбВ
-
г
■
I.... 1.... 1.... Г.... I. ■ б .1 — 1 — 1 — 1 —
01 02 03 04 05 06 07
08 03 1
о, гъв
7Г~7Г° или полученного моделированием. Показано, что фактор Гамова не учитывает полностью корреляций в спектре 7г+7г~, обусловленных кулоновским взаимодействием. Эти корреляции, возможно, вызваны образованием связанного состояния типа дипионного атома. Показано, что при изучении интерференционных корреляций наилучшим из рассмотренных способов получения фоновых распределений является метод перемешивания с учетом кинематических корреляций с помощью моделирования.
Корреляционные функции Сг(<3) для пар, состоящих из заряженного и нейтрального пионов из реакции 2, для фона в виде пар, состоящих из заряженного и нейтрального пионов, полученных моделированием с помощью РШТЮР (о) и МБВМ (Л), практически не зависят от разности 4-импульсов, разброс экспериментальных точек находится в пределах статистических флук-туаций (рис.4а). Для фона, полученного простым перемешиванием (* на рис.4б), наблюдается зависимость Сг от обусловленная кинематикой. При делении на корреляционную функцию для моделированных событий (о и Д на рис. 46) зависимость от полностью исчезает.
Четвертая глава посвящена исследованию двухчастичных корреляций при малых относительных импульсах пар ЛЛ и ЛЛ гиперонов в пС-взаимодействиях со средней энергией налетающего нейтрона 51 ГэВ.
Исследование парных корреляций Л-гиперонов обладает с методической . точки зрения рядом преимуществ по сравнению с системами, состоящими из заряженных тождественных частиц. В частности для них не стоит проблема разделения одинаково заряженных треков, летящих с малыми относительными импульсами, часто приводящая к тому, что программы реконструкции восстанавливают данные треки как один. Не так существенны и ошибки обратного рода, когда один трек "расщепляется"на два.
Основными проблемами при изучении корреляций в системе ЛЛ являются малое сечение парного рождения Л-гиперонов при использованных в работе энергиях нейтронов, низкая эффективность регистрации пар нейтральных странных частиц магнитным спектрометром. Необходимо также учитывать примесь Л, образованных в распадах Е°-гиперонов.
В данной работе в результате исследования деструктивных корреляций пар ЛЛ, рожденных в реакциях 5, проведена оценка пространственных размеров области рождения Л-гиперонов и вклада сильного взаимодействия в конечном состоянии, данные о которых в настоящее время отсутствуют. Объем исследованной статистики составил ~ 172-106 исходных нейтрон-углеродных взаимодействий, зарегистрированных в 10-м сеансе экспозиции спектрометра ЭКСЧАРМ. Л(Л)-гипероны идентифицировались по распадам на протон
Рис. 5: Зависимость эффективной массы системы (рж~), соответствующей первому Л-гиперону из пары ЛЛ, от эффективной массы системы (рп~), соответствующей второму Л-гиперону (а), результат фита этой зависимости суммой одного двумерного, двух одномерных гауссианов и константы (Ь).
(антипротон) и пион:
А(К)-*рп-фж+). (11)
В качестве кандидата в Л(Х)-гиперон отбиралась пара разноименно заряженных треков, на которые далее накладывался ряд ограничений.
В результате была получена зависимость эффективной массы системы (р7г~), соответствующей первой частице из пары ЛЛ, от эффективной массы системы (рг"), соответствующей второй частице (см. рис.ба). Представленные рапределения, помимо четкого сигнала в области значений эффективной массы (ртг-), соответствующих табличной массе Л-гиперона, имеют характерные превышения вдоль линий, перпендикулярных осям и проходящих через эту область. Такое поведение свидетельствует наличии вклада фоновых событий, в составе которых одна из систем (рк~) не является Л-гипероном.
Чтобы оценить количество отобранных пар ЛЛ, распределение было сфи-тировано суммой одного двумерного, двух одномерных гауссианов и константы (см. рис.5Ь ). В результате фита получено количество пар ЛЛ, равное 535±26. Количество пар АК, полученное аналогичным способом, составило 1280±45. Для отобранных Л и Л-гиперонов значения массы равны 1115.9±0.1
МэВ/с2 и 1115.7±0.1 МэВ/с2 соответственно.
Для того, чтобы понять, какое влияние примесь фоновых событий оказывает на исследуемые распределения, была применена методика, в дальнейшем именуемая как "вычитание фона". Она заключается в том, что исследуемый интервал по эффективной массе системы (ртг~) делится на две части: область сигнала | Mejf(pn~) — Л/(Л) |< За и фоновую область 3а <| Meff(piг-) — М(А) |< 9сг, где а - среднеквадратичное отклонение, равное 1.5 МэВ/с2. Далее исследуемые распределения заполняются для трех случаев: 1)оба гиперона лежат в области сигнала, 2)один гиперон лежит в области сигнала, а второй в фоновой области, 3)оба гиперона лежат в фоновой области. Данная методика основывается на предположении о равномерности фона. После заполнения распределений из первого вычитаются два оставшихся с коэффициентами, пропорциональными вкладу фона данного типа в область сигнала.
Исследована зависимость корреляционной функции Сг от разности 4-им-пульсов Q с фоновым распределением, полученным монтекарловским моделированием с учетом эффективности регистрации установки, а также функции, построенной в виде двойного отношения. Существенным является выбор генератора вторичных частиц, адекватно воспроизводящего экспериментальные спектры.
В качестве такого генератора был выбран пакет FRITIOF. Удовлетворительное согласие экспериментальных распределений по кинематическим переменным и множественности заряженных частиц с аналогичными распределениями, полученными моделированием, свидетельствует в пользу возможности применения пакета FRITIOF.
Зависимость для случая фонового распределения, построенного с помощью монтекарловского моделирования, представ-
Рис. 6: Зависимость корреляционной функции Сг от разности 4-импульсов Фон получен моделированием.
лена на рис.6. В области малых значений <3 наблюдаются деструктивные корреляции, которые, по-видимому, обусловлены статистикой Ферми-Дирака. Результат хорошо согласуется с поведением корреляционных функций, построенных в виде "двойного отношения", а также полученных с использованием методики "вычитания фона". Сплошная кривая на рис.6 - фит гаусси-аном. Результаты фита представлены в табл.2.
Таблица 2: Значения параметров аппроксимации распределений Са(<3) гаус-сианом.
дгскЛа ДдгВи А Я, Фм X2/ ст.св.
ЛГЛЛ/ЛГрщТЮр -0.47±0.14 0.39±0.08 0.3
-0.45±0.16 0.4±0.1 0.4
С вычитанием фона
Л^лл/ЛгагПот -0.5±0.2 0.37±0.09 0.2
(ЛГлл/Л^)()а4'7 (Л/'лл/Л^4)РШТЮР -0.67±0.14 0.33±0.06 0.4
Корреляции данного типа должны отсутствовать в парах А~К.
Зависимость корреляционной функции С2 от разности 4-импульсов С] для пар ЛЛ для случая фонового распределения, полученного моделированием, показана на рис.7. Как и в случае с корреляциями пар ЛЛ, поведение функций, полученных с использованием других методов построения фона, повторяет поведение функции, приведенной на рис.7.
Деструктивные корреляции в области малых значений <3 для пар ЛЛ не наблюдаются, что свидетельствует в пользу квантово-статистической природы корреляций пар ЛЛ. Наличие некоторого превышения в области 1.25 ГэВ возможно обусловлено присутствием мезон-
О
0.25 0 5
<3, ГэВ
Рис. 7: Зависимость корреляционной функции С2 от разности 4-импульсов <3 для пар ЛЛ. Фон получен моделированием.
ного резонанса с массой около 2.5 ГэВ/с2.
Помимо эффектов квантовой статистики заметное влияние на корреляционную функцию может оказывать взаимодействие в конечном состоянии. Это влияние в случае корреляций нейтральных Л-гиперонов обусловлено сильным взаимодействием.
Штриховые кривые на рис.6 - фит зависимостью с учетом длины рассеяния при фиксированном значении параметра А, равном 0.5 - значении, предсказываемом квантовой статистикой и хорошо согласующимся с полученными выше параметрами. Результаты фита представлены в табл.3. Кривые и значения параметров близки к полученным с помощью параметризации Гольдхабера. Значения длин рассеяния оказываются отрицательными и малыми по абсолютной величине, не позволяя сделать вывод о наличии заметного вклада сильного взаимодействия в конечном состоянии. Штрих-
Таблица 3: Значения параметров аппроксимации распределений Сг(С?) зависимостью с учетом вклада сильного взаимодействия в конечном состоянии при фиксированном параметре А = —0.5.
^ydata J jyBG Rg, Фм 1», Фм X2/ ст.св.
0.38±0.09 0.4±0.1 -0.03±0.08 -0.03±0.08 0.3 0.4
С вычитанием фона
ЛГлл/Л/рщТ10р (Naa/Л^хУ1а,'7(Л/лл/Л^А)МС 0.36±0.11 0.37±0.05 -0.01±0.11 -0.74±0.14 0.2 0.4
пунктирная кривая на рис.6 - фит зависимостью с учетом длины рассеяния для параметра А , определяемого в процессе фита.
Полученные значения параметра А оказываются больше, чем в предыдущих двух случаях, но в пределах погрешностей согласуются с предсказаниями статистики Ферми-Дирака. Большие значения длин рассеяния соответствуют и большим радиусам, позволяя оценить величину возможного влияния взаимодействия в конечном состоянии на данный параметр. Однако наблюдаемые длины рассеяния ~ 1,5 фм оказываются существенно меньше значений, полученных для пп-системы и составляющих ~ 20 фм.
В заключении диссертации перечислены основные результаты и следующие из них физические выводы.
С помощью методики адронной интерферометрии исследованы парные корреляции пионов во всех возможных зарядовых состояниях, за исключе-
нием 7г°7Г°. При физическом анализе использовались экспериментальные данные, полученные на двух близких по техническим характеристикам установках (двухметровые водородные пузырвковые камеры), экспонированных в пионных каналах двух различных ускорителей, отличающихся зарядом пучка, соответствующие изотопически сопряженным реакциям, что несомненно должно уменьшить влияние методики на полученные результаты и повысить их надежность.
Выполнены методические работы, направленные на моделирование рождения и регистрации пар Л-гиперонов и пар АК адронным спектрометром ЭКСЧАРМ ЛФЧ ОИЯИ и оптимизацию условий выделения исследуемых реакций. Полученная в результате моделирования эффективность регистрации позволила провести исследование парных корреляций в системах, состоящих как из тождественных лямбда-гиперонов, так и в системах АХ.
Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем.
1. Исследованы двухчастичные корреляции при малых относительных импульсах пар тождественных, разноименно заряженных и состоящих из заряженного и нейтрального пионов. Для тождественных пионов проведено сравнение наблюдаемых конструктивных корреляций в области малых относительных импульсов с рядом моделей, определены размеры области генерации пионов.
2. Учет вклада узких мезонных резонансов т]ишв корреляционную функцию при малых относительных импульсах 0, позволил разделить пространственные области, соответствующие прямому рождению пионов и образованию их от распада резонансов.
3. Показано, что узкие мезонные резонансы оказывают влияние на форму корреляционной функции в области малых относительных 4-импульсов, приводя к увеличению пространственных размеров. Эффект лидирования приводит к уменьшению амплитуды корреляций, не влияя на их ширину.
4. Сравнение распределений для 7г+7г° (7г~7г°) с распределениями для к+п~ и полученными в рамках модели, показало, что эффект, обусловленный статистикой кварков для системы из заряженного и нейтрального пионов, при имеющемся уровне точности не наблюдается.
5. Показано, что фактор Гамова не учитывает полностью корреляций в спектре 7Г+7Г_, обусловленных кулоновским взаимодействием. Эти корреляции, возможно, вызваны образованием связанного состояния типа дипионного атома.
6. Показано, что при изучении интерференционных корреляций наилучшим из рассмотренных способов получения фоновых распределений является метод перемешивания с учетом кинематических корреляций с помощью моделирования.
7. Исследованы двухчастичные корреляции при малых относительных импульсах пар ЛЛ-гиперонов в nC-взаимодействиях. Наблюдаются деструктивные корреляции в области малых Q для пар ЛЛ-гиперонов. Эти корреляции отсутствуют для пар ЛХ, что позволяет рассматривать деструктивные корреляции тождественных гиперонов как следствие проявления статистики Ферми-Дирака. Эффект наблюдается для различных типов фона, использованных при построении корреляционной функции.
8. В рамках параметризации Гольдхабера получена оценка размеров области рождения Л-гиперонов. Полученное значение параметра R оказалось равным 0-3 -f- 0.4 фм. Это значение оказывается больше наблюдаемого в е+е~-аннигиляции на LEP и меньше полученного в РЬРЬ-взаимодействии на SPS. Такое поведение качественно согласуется с наблюдаемым в пионных и каонных корреляциях.
9. Значение параметра R меньше аналогичных значений для пар тождественных К- и 7Г-мезонов, получаемых при взаимодействиях нейтронов с ядрами углерода на установке ЭКСЧАРМ, что свидетельствует об уменьшении размеров области генерации с ростом массы образующихся частиц. Этот результат согласуется с поведением зависимости размеров области образования частиц от массы, наблюдаемым в частности в экспериментах на LEP.
10. Получена оценка длины s-волнового АЛ рассеяния —0.3 -.—0.5 фм при погрешности порядка 100%. Несмотря на невысокую точность полученного значения, можно утверждать что оно оказывается существенно меньше наблюдаемого для длины s-волнового пп-рассеяния.
11. Значение параметра А оказалось близким к значению -0.5, предсказываемому квантовой статистикой, что свидетельствует о малости сильного взаимодействия в конечном состоянии или возможном влиянии формы потенциала сильного взаимодействия на вид корреляционной функции.
Опубликованные работы по теме диссертации:
1. Андряков А.Д., Вулеков О.В. и др. Корреляции пионов с малым относительным импульсом в адронных взаимодействиях при промежуточных энергиях. Научная сессия МИФИ-99, сборник научных трудов, т.4, МИФИ, 1999, с.178-179.
_2goM»l65 2
(l_ _
2. Андряков А.Д., Булеков O.B. и др. Корреляции пионов^ малым относительным импульсом в адронных взаимодействиях при промежуточных энергиях. Препринт ИТЭФ N42, М.,'1999.
3. A.D. Andryakov, O.V. Bulekov et al. Pion correlations with low relative momentum under intermediate energies. XV Particles and Nuclei International Conference, 1999, Uppsala, Sweden, p.256.
4. Андряков А.Д., Булеков O.B. и др. Влияние резонансов на корреляции частиц малым относительным импульсом. Научная сессия МИФИ-2000, сборник научных трудов, т.7, МИФИ, 2000, с.248-250.
5. Сотрудничество ЭКСЧАРМ, представлено О.В Булековым. Корреляции Ферми-Дирака пар А-гиперонов, рожденных в nC-взаимодействиях. Научная сессия МИФИ-2001. II Всероссийская конференция "Университеты России - фундаментальные исследования. Физика элементарных частиц и атомного ядра". Сборник научных трудов, МИФИ, 2001, с.29-30.
6. Сотрудничество ЭКСЧАРМ, представлено О.В Булековым. Интерференционные корреляции пар А-гиперонов в nC-взаимодействиях. III Всероссийская конференция "Университеты России - фундаментальные исследования. Физика элементарных частиц и атомного ядра". Сборник научных трудов, МИФИ, 2002, с.136-138.
7. Андряков А.Д., Булеков О.В. и др. Корреляции пионов с малым относительным импульсом. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА, 2002, том 65, с.372-376.
8. Сотрудничество ЭКСЧАРМ, представлено О.В Булековым. Гиперонная фемтометрия в nC-взаимодействиях. Научная сессия МИФИ-2003. IV Всероссийская конференция "Университеты России - фундаментальные исследования. Физика элементарных частиц и атомного ядра". Сборник научных трудов, МИФИ, 2003, с.25-26.
9. Алеев А.Н.,..., Булеков О.В. и др. Интерференционные корреляции гиперонов в нейтрон-углеродных взаимодействиях. Препринт ОИЯИ Р1-2003-191, Дубна, 2003.
Подписано в печать ШМЗаказТираж 100
экз.
Типография МИФИ. Каширское шоссе, 31.
Введение
1 Обзор теоретических моделей и экспериментальных результатов по интерференционным корреляциям частиц
1.1 Общий формализм.
1.2 Теоретические модели интерференционных корреляций
1.2.1 Модели с гауссовым пространственно-временным распределением источников.
1.2.2 Струнная модель Андерсона-Хофмана
1.3 Обзор экспериментальных данных.
2 Методика эксперимента
2.1 Пузырьковая камера ЖВК-205 ИТЭФ
2.1.1 Основные элементы двухметровой криогенной пузырьковой камеры ИТЭФ.
2.1.2 Система измерений и обработки результатов.
2.1.3 Условия отбора исследуемых реакций.
2.2 Пузырьковая камера HBC-2m CERN
2.3 Спектрометр ЭКСЧАРМ.
2.3.1 Нейтронный пучок.
2.3.2 Основные элементы магнитиого спектрометра ЭКСЧАРМ
2.3.3 Система запуска установки (триггер)
2.4 Краткие выводы.
3 Корреляции пионов с малым относительным мипульсом в адронных взаимодействиях при промежуточных энергиях
3.1 Параметризация и переменные.
3.2 Корреляции тождественных пионов.
3.3 Исследование влияния кулоновского взаимодействия в конечном состоянии и эффекта лидирования на корреляционную функцию пионов.
3.4 Использование моделей FRITIOF и MSDM для изучения корреляций пионов
3.5 Сравнительный анализ корреляционных функций для пар тождественных и нетождественных пионов.
3.6 Краткие выводы.
4 Исследование пространственно-временных характеристик области рождения А-гиперонов в нейтрон-углеродных взаимодействиях.
4.1 Параметризации и переменные.
4.2 Отбор событий.
4.3 Монте-Карло моделирование.
4.4 Корреляции тождественных А-гиперонов.
4.5 Основные результаты
Актуальность проблемы
Двухчастичные корреляции тождественных частиц являются эффективным инструментом, позволяющим совместно с исследованием одночастичных спектров извлекать геометрические и динамические характеристики области рождения частиц, что важно для понимания механизма адронизации кварков и представляет интерес в связи с разработкой методов поиска кварк-глюонной плазмы. Более того, корреляции, обусловленные сильиым и куло-новским взаимодействием в конечном состоянии, также позволяют получить подобную информацию при изучении не только тождественных, но и нетождественных частиц.
За последние годы накоплен большой объем экспериментальных данных по двухчастичным корреляциям тождественных пионов. Существуют результаты по корреляции разноименно заряженных пионов, позволяющие исследовать кулоновское взаимодействие в конечном состоянии. Данные же по корреляциям пар, состоящих из заряженных и нейтральных пионов, дающие возможность исследовать сильное взаимодействие в конечном состоянии, практически отсутствуют. В ситуации, когда теоретические предсказания о величине и характере этого взаимодействия носят противоречивый характер, представляется актуальным получение экспериментальных результатов по корреляциям пар, состоящих из заряженных и нейтральных пионов, с систематическим учетом кинематических эффектов и влияния резонансов.
Существенный интерес представляет зависимость размеров области рождения от сорта частиц. Так в соответствии с предсказаниями КХД фазовый переход в процессе формирования наблюдаемых состояний должен приводить к различию в длительности испускания частиц в зависимости от их странности, а также к изменению соотношений между поперечными и продольными размерами области рождения. Сравнение экспериментальных данных о зависимости размеров области эмиссии от массы испускаемых частиц с предсказаниями существующих моделей адронного рождения позволяет исследовать область их применимости.
Таким образом представляется актуальным дополнительно к имеющимся данным по корреляциям пионов и каонов получить новые данные по корреляциям Л-гиперонов, которые практически ограничиваются результатами, полученными в экспериментах ALEPH, DELPHI и OPAL в е+е~-аннигиляции и NA49 во взаимодействиях ядер свинца.
Цели и задачи исследования
Настоящая диссертация посвящена экспериментальному изучению пространственно-временных характеристик области образования частиц методом интерференционных корреляций, исследованию влияния эффекта лидирования, рождения резонансов и взаимодействия в конечном состоянии на эти характеристики, изучению их зависимости от массы образующихся частиц. С этой целью были исследованы корреляции во всех возможных зарядовых комбинациях пар пионов, рожденных в реакциях:
7т~р —» р1Г+1Т~7Г~ (1)
7г~р —> р7г+7г~7г~7г° (2)
7Т~р —* П7Г+7Г+7Г~7Т~ (3) при первичном импульсе 3,9 ГэВ/с и зарегистрированных 2-метровой водородной пузырьковой камерой CERN, а также полученных с помощью 2-метровой водородной пузырьковой камеры ИТЭФ в реакции
7Т+р —* Р7Г+7Т+7Т~7Г° (4) при первичном импульсе 4,2 ГэВ/с.
Были изучены корреляции пар гиперонов АЛ и АЛ, образованных в реакциях: п + С—>ЛЛ(ЛЛ)+Х, (5) при средней энергии нейтрона 51 ГэВ и зарегистрированных магнитным спектрометром ЭКСЧАРМ, экспонированном в нейтронном канале 5Н Серпуховского ускорителя.
Научная новизна и значимость работы
1. Проведено совместное исследование двухчастичных корреляций при малых относительных импульсах пар тождественных, разноименно заряженных и состоящих из заряженного и нейтрального пионов. Впервые при исследовании корреляций нетождественных пионов проведено систематическое исследование влияния узких мезонных резоиансов 77 и а; иа форму корреляционной функции пионов. Показано, что эффект, обусловленный статистикой кварков для системы из заряженного и нейтрального пионов, при имеющемся уровне точности не наблюдается.
2. Впервые в нуклон-ядерных взаимодействиях исследованы двухчастичные корреляции при малых относительных импульсах пар АЛ- и ЛЛ-гиперонов в nC-взаимодействиях. Наблюдаются деструктивные корреляции в области малых относительных импульсов Q для пар ЛЛ-гиперонов. Эти корреляции отсутствуют для пар АЛ-гиперонов, что позволяет рассматривать деструктивные корреляции тождественных гиперонов как следствие проявления статистики Ферми-Дирака. Эффект наблюдается для различных типов фона, использованиых при построении корреляционной функции.
3. Впервые в нуклон-ядерных взаимодействиях в рамках параметризации Гольдхабера измерен радиус области рождения Л-гиперонов. Его значение превышает наблюдаемое в е+е~-ашшгиляции и оказывается меньше полученного во взаимодействии тяжелых ионов. Значение параметра Л оказалось близким к значению -0.5, предсказываемому квантовой статистикой, что может свидетельствовать о малости сильного взаимодействия в конечном состоянии или возможном влиянии формы его потенциала на вид корреляционной функции.
4. Впервые в нуклон-ядерных взаимодействиях получена оценка длины s-волнового АА-рассеяния, которая оказалась существенно меньше наблюдаемого для длины s-волнового пп-рассеяния.
Автор защищает:
1. Экспериментальные данные по интерференционным корреляциям состоящих из заряженного и нейтрального пар пионов, рожденных во взаимодействиях пионов с импульсом 3.9-4.2 ГэВ/с с протонами.
2. Результаты по исследованию влияния узких мезонных резоиансов ту и и на форму корреляционной функции пары нетождественных пионов, включающей нейтральный пион, и образованной во взаимодействиях пионов с импульсом 3.9-4.2 ГэВ/с с протонами.
3. Экспериментальные данные но наблюдению двухчастичных корреляций при малых относительных импульсах пар АА-гипероиов, рожденных в nC-взаимодействиях при средней энергии нейтронов 51 ГэВ.
4. Экспериментальные данные о пространственных характеристиках области рождения А-гиперонов, образованных во взаимодействиях нейтронов с ядрами углерода.
Практическая полезность
Результаты о пространственных характеристиках области рождения частиц, представленные в диссертации, расширяют фактическую основу для развития методики адронной интерферометрии. Полученные данные позволяют проводить проверку предсказаний теоретических моделей интерференционных корреляций относительно вклада сильного взаимодействия в конечном состоянии. Результаты экспериментального исследования могут быть использованы для создания более реалистичных генераторов взаимодействий, которые необходимы как для учета эффективности существующих экспериментальных установок, так и при планировании новых экспериментов, направленных на изучение пространственно-временной картины адронизации.
Апробация и публикации
Результаты, изложенные в диссертационной работе, были представлены на XV международную конференцию по частицам и ядрам PANIC'99 (Упсала, Швеция), докладывались на сессии Отделения Ядерной Физики РАН в 2000 г. в ИТЭФ, на II-IV Всероссийских конференциях "Университеты России - фундаментальные исследования", проходивших в МИФИ в 2001-2003 гг., неоднократно обсуждались на рабочих совещаниях сотрудничества ЭКСЧАРМ в ЛФЧ ОИЯИ. По материалам диссертации опубликовано 9 работ [1-9].
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения. Содержит 110 стр., 40 рисуиков, 18 таблиц и библиографию, включающую 105 наименований.
Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем.
• Исследованы двухчастичные корреляции при малых относительных импульсах пар тождественных, разноименно заряженных и состоящих из заряженного и нейтрального пионов. Для тождественных пионов проведено сравнение наблюдаемых конструктивных корреляций в области малых относительных импульсов с рядом моделей, определены размеры области генерации пионов.
Учет вклада узких мезонных резонаисов 77 и а; в корреляционную функцию при малых Q позволил разделить пространственные области, соответствующие прямому рождению пионов и образованию их от распада резонансов.
Показано, что узкие мезонные резонаисы оказывают влияние на форму корреляционной функции в области малых относительных 4-импульсов, приводя к увеличению пространственных размеров. Лидирование приводит к уменьшению амплитуды корреляций, ие влияя на их ширину.
Сравнение распределений для 7г+7г° (7г-7г°) с распределениями для 7Г+7Г~ и полученными в рамках модели, показало, что эффект, обусловленный статистикой кварков для системы из заряженного и нейтрального пионов, при имеющемся уровне точности не наблюдается.
Показано, что фактор Гамова не учитывает полностью корреляций в спектре 7Г+7Г~, обусловленных кулоновским взаимодействием. Эти корреляции, возможно, вызваны образованием связанного состояния типа дииионного атома.
Показано, что при изучении интерференционных корреляций наилучшим из рассмотренных способов получения фоновых распределений является метод перемешивания с учетом кинематических корреляций с помощью моделирования.
Исследованы двухчастичные корреляции при малых относительных импульсах пар ДА- и АА-гиперонов в пС-взаимодействиях. Наблюдаются деструктивные корреляции в области малых Q для пар АА-гиперонов. Эти корреляции отсутствуют для пар АА-гиперонов, что позволяет рассматривать деструктивные корреляции тождественных гиперонов как следствие проявления статистики Ферми-Дирака. Эффект наблюдается для различных типов фона, использованных при построении корреляционной функции.
• В рамках параметризации Гольдхабера получена оценка размеров области рождения А-гиперонов. Полученное значение параметра R оказалось равным 0.3 -т- 0.4 фм. Это значение-оказывается больше наблюдаемого в е+е~ -аннигиляции на LEP и меньше полученного в РЬРЬ-взаимодействии на SPS. Такое поведение качественно согласуется с наблюдаемым в пионных и каонных корреляциях.
• Значение параметра R меньше аналогичных значений для пар тождественных К- и 7г-мезонов, получаемых при взаимодействиях нейтронов с ядрами углерода на установке ЭКСЧАРМ, что свидетельствует об уменьшении размеров области генерации с ростом массы образующихся частиц. Этот результат согласуется с поведением зависимости размеров области образования частиц от массы, наблюдаемым в частности в экспериментах на LEP.
• Получена оценка длины s-волнового АА рассеяния —0.3 —0.5 фм при погрешности порядка 100%. Несмотря на невысокую точность полученного значения, можно утверждать, что оно оказывается существенно меньше наблюдаемого для длины s-волиового пп- рассеяния.
• Значение параметра Л оказалось близким к значению 0.5, предсказываемому квантовой статистикой, что свидетельствует о малости сильного взаимодействия в конечном состоянии или возможном влиянии формы его потенциала на вид корреляционной функции.
В заключение мне хочется выразить свою искреннюю признательность и благодарность научному руководителю Поносову Александру Климентьеви-чу, а также Сергееву Феликсу Михайловичу за постоянный интерес и внимание, без которых выполнение этой работы было бы просто невозможным.
Я искренне признателен Владимиру Дмитриевичу Кекелидзе и Юрию Константиновичу Потребеникову за предоставленную возможность проведения исследований и всем соавторам - участникам сотрудничества ЭКСЧАРМ, Рихарду Ледницкому за критические замечания, ценные советы и помощь в работе, а также руководству вычислительного кластера НИВЦ МГУ за предоставленные вычислительные мощности.
Заключение
С помощью интерференционной методики были исследованы парные корреляции пионов во всех возможных зарядовых состояниях, за исключением пар нейтральных пионов. При физическом анализе использовались экспериментальные данные, полученные на двух близких по техническим характеристикам установках (2-метровые водородные пузырьковые камеры), экспонированных в пионных каналах двух различных ускорителей, отличающихся зарядом пучковых частиц. Исследованы эксклюзивные изотопически сопряженные реакции, что несомненно должно уменьшить влияние методики на полученные результаты и повысить их надежность.
Были выполнены методические работы, направленные на моделирование рождения и регистрации пар Л-гипероиов и пар АЛ магнитным спектрометром ЭКСЧАРМ ОИЯИ и оптимизацию условий выделения исследуемых но-луинклюзивиых реакций. Полученная в результате моделирования эффективность регистрации позволила провести исследование парных корреляций в системах, состоящих как из тождественных А-гиперонов, так и АА.
1. Андряков А.Д., Булеков О.В. и др. Корреляции пионов с малым относительным импульсом в адронных взаимодействиях при промежуточных энергиях. Научная сессия МИФИ-99, сборник научных трудов, т.4, МИФИ, 1999, с.178-179.
2. Андряков А.Д., Булеков О.В. и др. Корреляции пионов с малым относительным импульсом в адронных взаимодействиях при промежуточных энергиях. Препринт ИТЭФ N42, М., 1999.
3. A.D. Andryakov, O.V. Bulekov et al. Pion correlations with low relative momentum under intermediate energies. XV Particles and Nuclei International Conference, 1999, Uppsala, Sweden, p.256.
4. Андряков А.Д., Булеков О.В. и др. Влияние резонансов на корреляции частиц малым относительным импульсом. Научная сессия МИФИ-2000, сборник научных трудов, МИФИ, 2000, т.7, с.248-250.
5. Андряков А.Д., Булеков О.В. и др. Корреляции пионов с малым относительным импульсом. ЯФ, 2002, т.65, вып.2, с.372-376.
6. Алеев А.Н.,., Булеков О.В. и др., Интерференционные корреляции гиперонов в нейтрон-углеродных взаимодействиях. Препринт ОИЯИ Р1-2003-191, Дубна, 2003.
7. R. Hunbry-Brown and R.Q. Twiss, Phil. Mag., 1954, v.45, p.663. R. Hunbry-Brown and R.Q. Twiss, Nature, 1956, v.177, p.1046.
8. G. Goldhaber et al., Phys. Rev. Lett., 1959, v.3, p.181; G. Goldhaber et al., Phys. Rev., 1960, v.120, p.300.
9. G.I. Kopylov, Phys. Lett. B, 1974, v.50, p.472.
10. Подгорецкий М.И., ЭЧАЯ, 1989, т.20, c.628.
11. S.E. Koonin, Phys. Lett., 1977, v.70, p.43.
12. M. Gyulassy, S.K. Kauffmann, L.W. Wilson, Phys. Rev. C, 1979, v.20, p.2267.
13. Ледницки P., Любошиц В.Л., ЯФ, 1982, т.35, c.1316; R. Lednicky, V.L. Lyuboshitz, Heavy Ion Physics, 1996, v.3, p.93.
14. R. Lednicky, V.L. Lyuboshitz, B. Erazmus, D. Nouais, Phys. Lett. B, 1996, v.373, p.30.
15. S.Pratt, Phys.Rev.Lett., 1984, v.53, p.1219; Phys.Rcv. D, 1986, v.33, p.1314; U.A.Wiedemann, and Y.-F. Wu, Phys. Lett. B, 1996, v.382, p.181.
16. V.G. Grishin, G.I. Kopylov, M.I. Podgoretsky, Yad. Fiz., 1971, v.13, p.1116.
17. B.V. Batyunya et al. (LUDMILA), Czech. J. Phys., 1981, v.31, p.475; R. Lednicky, JINR B2-3-11460, Dubna, 1978.
18. R. Lednicky, T.B. Progulova, Z. Phys. C, 1992, v.55, p.295.
19. M.G. Bowler, Z. Phys. C, 1985, v.29, p.617.
20. B. Andersson, W. Hofmann, Phys. Lett. B, 1986, v.169, p.364.
21. A.N. Makhlin, Yu.M. Sinyukov, Yad. Fiz., 1987, v.46, p.637; Z. Phys. C, 1988, v.39, p.69; Yu.M. Sinyukov, Nucl. Phys. A, 1989, v.498, p.151.
22. S.V.Akkelin, Yu.M. Sinyukov, Phys. Lett. B, 1995, v.356, p.525.
23. G. Bertsch, M. Gong, M. Tohyama, Phys. Rev. C, 1988, v.37, p. 1896.
24. B. Erazmus et.al., ALICE Note, INT-95-43
25. L. Lonnblad and T. Sjostrand, Eur. Phys. J. C, 1998, v.2, p.165
26. Г.И.Копылов, М.И.Подгорецкий, ЯФ, 1972, т.15, с.392; Г.И.Копылов, М.И.Подгорецкий, ЯФ, 1973, т.18, с.656.
27. Копылов Г.И., Подгорецкий М.И., ЯФ, 1974, т. 19, т.434-446.
28. U.A.Wiedemann, U.Heinz, Phys. Rep., 1999, v.319, p.145.
29. М.И.Подгорецкий, ЯФ, 1983, т.37, c.455.
30. M.Kh.Anikina et al, Phys. Lett. B, 1997, v.397, p.30.
31. Р.Фейнман, А.Хибс, Квантовая механика и интегралы по траекториям (Мир, Москва, 1968), Гл.5.
32. А.Мессиа, Квантовая механика (Наука, Москва, 1978), Гл.УГЗ.
33. U.A.Wiedemann et al, Phys.Rev. С, 1997, v.56, p.614.
34. J.Zimanyi, T.Csorgo, Heavy Ion Phys., 1999, v.9, p.241.
35. I.V.Andreev, R.M.Weiner, Phys. Lett. B, 1991, v.253, p.416.
36. I.V.Andreev et al, Int. J. Mod. Phys. A, 1993, v.8, p.4577.
37. S. Chapman, P. Scotto and U. Heinz, Heavy Ion Physics, 1995, v.l, p.l.
38. T. Csorgo and S. Pratt, KFKI-1991-28/A, p.75
39. U. A. Wiedemann and U. Heinz, nucl-th/9901094 и ссылки там.
40. F. Yano and S. Koonin, Phys. Lett. B, 1978, v.78, p.556.
41. M. I. Podgoretskii, Sov. J. Nucl. Phys., 1983, v.37, p.272.
42. Y.-F. Wu, U. Heinz, B. Tomasik, U. A. Weideman, Eur. Phys. J. C, 1998, v.l, p.599.
43. B. Tomasik and U. Heinz, nucl-th/9707001, Eur. Phys. J. C, 1998, v.4, p.327.
44. P. Seyboth et al, in proc. Correlations and Fluctuations'98, Matrahaza, Hungary, June 1998, (World Scientific, Singapore, 1999, ed. T. Csorgo, S. Hegyi, R. C. Hwa and G. Jancso).
45. B. Andersson, G. Gustafson, G. Ingelman and T. Sjostrand, Phys. Rep., 1983, v.97, p.33; B. Andersson, G. Gustafson, B. Sodeberg, Z. Phys. C, 1983, v.20, p.317.
46. B. Lorstad, Int. J. Mod. Phys. A, 1989, v.4, p.2861.
47. H. Aihara et al. (TPC), Phys. Rev. D, 1985, v.31, p.996; P. Mattig, Phys. Rep., 1989, v.177, p.141.
48. G. Alexander et al., Phys. Lett. B, 1999, v.452, p.159.
49. Afanasiev S.V. et al., Nucl. Phys. A, 2002, v.698, p.104.
50. Eschrich I. et al., Phys. Lett. B, 2001, v.522, p.233-239.
51. Lednicky R., nucl-th/0212089, to be published in Yad. Fiz. 2004, v.67, p.l.
52. Алешин Ю.Д. и др., ПТЭ, 1970, т.З, с.100-102.
53. Вер М.Н. и др., Измерительно-вычислительный комплекс на базе ЭВМ ЕС-1010 для обработки снимков с пузырьковых камер. В сб. "Автоматизация физического эксперимента", Энергоиздат, 1981, с. 14.
54. Бирюков Ю.А. и др. Определение параметров частиц в неон-водородной пузырьковой камере с учетом многократного рассеяния. В сб. "Элементарные частицы и космическое излучение", Энергоиздат, 1982, с.66.
55. CERN Proceedings, 67-26, v.II.
56. Александров Ю.А.,Воронов Г.С.,Горбунков В.М.,Делоне Н.Б.,Нечаев Ю.Н., Пузырьковые камеры, Госатомиздат, М., 1963.
57. The illumination of CERN 2m HBC, Applied Optics, 1963, v.2, n.10, p.1017.
58. Алеев A.H. и др. Препринт ОИЯИ, Р13-94-312, Дубна, 1994, 16 с.
59. А.Н. Алеев и др., ПТЭ, 1999, т.42, с.481.
60. Г. Айхнер и др., ПТЭ, 1982, т.З, с.40.
61. Aleev A.N. et al., IET, 1995, v.38, num. 4, part 1, p.425-433.
62. A.H. Алеев и др., Препринт ОИЯИ, Р1-97-368, Дубна, 1997.
63. Войчишин М.Н. и др., ПТЭ, 1985, т.З, с.71-73.
64. Алеев А.Н. и др. Пороговый газовый 32-канальный черенковский счетчик спектрометра ЭКСЧАРМ. ПТЭ, 1996, т.39, с.27.
65. De Wolf Е.А., Dremin L.M., Kittel W. Phys.Rep., 1996, v.270, p.l.
66. Abreu P. et al., Z.Phys. C, 1994, v.63, p.17.
67. AdlofFC. et al., Z.Phys. C, 1997, v.75, p.437-451.
68. Афанасьев Л.Г. и др., ЯФ, 1997, т.60, с.1049-1063.
69. Андряков А.Д., Требуховский Ю.В., ЯФ, 1991, т.53, с.423.
70. Козловская С.С. и др., ЯФ, 1976, т.24, с.621-629.
71. Ледницки Р., Подгорецкий М.И., ЯФ, 1979, т.ЗО, с.837-844.
72. Chapman S., Nix J.R., Heinz U., Phys.Rev. С, 1995, v.52, p.2694.
73. Akkelin S.V., Sinyukov Yu.M., Z.Phys. C, 1996, v.72, p.501.
74. Csorgo Т., Lorstad В., Phys.Rev. C, 1996, v.54, p.1390.
75. Bowler M.G., Particle World, 1991, v.2, p.l.
76. Alber T. et al., Z. Phys. C, 1997, v.73, p.453.
77. Владимирский B.B. Препринт ИТЭФ 20-78, M., 1978.
78. Alexander G., Lipkin H.J., TAUP-2563-99; WIS-99/04/Feb.DPP.
79. Ледницки P., Любошиц В.Л. Препринт ОИЯИ P2-97-290, Дубна, 1997.
80. Lednicky R., Lyuboshitz V.L., Erazmus В., Nouais D., Phys.Lett. B, 1996, v.373, p.30.
81. Biyajima M., Mizoguchi Т., Wilk G., Z.Phys. C, 1995, v.65, p.511.
82. Biyajima M. et al., Phys.Lett. B, 1996, v.366, p.394.
83. Suzuki M., Phys.Rev. D, 1987, v.35, p.3359.
84. Bowler M.G., Phys.Lett. B, 1987, v.197, p.433.
85. Agababyan N.M. et al., Z.Phys. C, 1993, v.59, p.405.
86. Goldhabcr G., Proc. Workshop on Local Equilibrium in Strong Interaction Physics (LESIP1), Bad Honnef, Germany (1984), eds. Scott D.K. and Weiner R.M. (World Scientific, Singapore, 1985), p.115.
87. Bialas A., Nucl. Phys. A, 1992, v.545, p.285.
88. M.Gyulassy et al, Phys.Rev. C, 1979, v.20, p.2267.
89. Ахабабян H.O. и др., ЯФ, 1982, т.36, с.680.
90. Ангелов Н. и др., ЯФ, 1982, т.35, с.75.
91. Троян Ю.А. и др. Препринт ОИЯИ P1-97-400, Дубна, 1997.
92. Uzhinskii V.V. JINR preprint Е2-96-192, Dubna, 1996.
93. Hong Pi, LU-TP 91-28.Hong Pi, Comp.Phys.Comm., 1992, v.71, p.173.
94. Амелин H.C. и др., ЯФ, 1990, т.52, с.272.
95. Ангелов Н., Ахабабян Н.О., Балеа О. и др. ЯФ, 1981, т.ЗЗ, с.1257.
96. G. Cocconi, Phys. Lett. В, 1974, v.49, р.459.
97. G. Alexander and H.J. Lipkin , Phys. Lett. B, 1995, v.352, p. 162.
98. Любошиц B.JI., Подгорецкий М.И. ЯФ, 1996, т.59, с.476.
99. Einstein A., Podolsky В., Rosen N. II Phys. Rev., 1935, v. 47, p.477.
100. Липкин Г. Квантовая механика. М.: Мир, 1977.
101. R. Lednicky: MPI-PhE/99-Ю (1999) (11 р.).
102. И.А. Поленкевич. УНИРОС-2003. Сборник научных трудов, МИФИ, 2003, с.31-32. С.В. Еремин, там же, с.29-30.
