Исследование образования π- - мезонов на тензорно-поляризованных дейтронах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

Осипов, Александр Витальевич АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Томск МЕСТО ЗАЩИТЫ
2009 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.16 КОД ВАК РФ
Диссертация по физике на тему «Исследование образования π- - мезонов на тензорно-поляризованных дейтронах»
 
Автореферат диссертации на тему "Исследование образования π- - мезонов на тензорно-поляризованных дейтронах"

003487646

На правах рукописи

Осипов Александр Витальевич

Исследование образования 7Г~ - мезонов на тензорно-поляризованных дейтронах

01.04.16 - физика атомного ядра и элементарных; частиц

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 О ДЕК 2009

Томск - 2009

003487646

Работа выполнена в НИИ ядерной физики Томского политехнического

университета.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

старший научный сотрудник, Стибунов Виктор Николаевич Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор,

Потылицын Александр Петрович доктор физико-математических наук, профессор,

Кунашенко Юрий Петрович Ведущая организация: Институт ядерной физики им.

Г.И.Будкера СО РАН

Защита состоится " 23 " декабря 2009г. в_часов на заседании совета по

защите докторских и кандидатских диссертаций Д212.269.05 при Томском политехническом университете, расположенном по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 2а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТПУ. Автореферат разослан 0." ноября 2009г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций, кандидат физико-математических

наук, доцент ¡2¿¡¿¿¿¿^рр Кожевников А. В.

Общая характеристика работы

Актуальность работы Изучение образования мезонов на нуклонах и ядрах в электромагнитных взаимодействиях остается важным источником сведений о физике адронов, свойствах ядерных систем, структуре нуклонов и их возбужденных состояний, свойствах адронов в ядерной среде. Исследования процессов образования мезонов реальными и виртуальными фотонами на нуклонах и ядрах выполняются с начала 50 годов прошлого столетия. Значимость и надежность фундаментальных физических результатов, полученных в исследованиях этих реакций, обусловлена в первую очередь тем, что электромагнитные взаимодействия хорошо изучены. Важно также, что фотоны средних энергий могут проникать в ядро и взаимодействать как с отдельными нуклонами, так и коррелированными парами нуклонов. Использование в исследованиях простейшей ядерной системы - дейтрона в качестве мишени позволяет изучать образование пиона на нейтроне и извлекать уникальную информацию о ДАТ- взаимодействии, о роли ненуклонных степеней свободы.

Для описания процесса фоторождения 7г-мезонов на дейтроне требуется 12 комплексных спиральных амплитуд. Чтобы получить полную информацию о процессе —» ррп~, необходимо измерить не менее 23 независимых наблюдаемых величин. В число этих наблюдаемых обязательно входят величины, которые можно получить только в экспериментах на тензорно-поля-ризованных дейтронах. Поляризационные наблюдаемые — это квадратичные формы различных комбинаций действительных и мнимых частей амплитуды реакции, в то время как неполяризационные выражаются суммой квадратов модулей амплитуд реакций. Поэтому проявление динамических эффектов, дающих малый вклад в амплитуду сложно наблюдать в дифференциальных и полных сечениях из-за определяющего вклада лидирующих амплитуд. Как

следствие, поляризационные наблюдаемые оказываются предпочтительными при выявлении и изучении малых, но важных и, как правило, недостаточно изученных динамических эффектов, таких как AN - взаимодействие, роль обменных токов, возбуждение мультикварковых резонансных состояний в процессах электромагнитного образования пионов, исследования проблем перехода от мезон-нуклонного описания процессов к кварк-глюонному.

Экспериментальные данные о тензорных наблюдаемых одиночного фото-образовния пи-мезона на поляризованном дейтроне являются важнейшим тестом для современных теоретических моделей физики адронов средних энергий. Однако экспериментов по исследованию реакций электромагнитного образования пионов на тензорно поляризованных мишенях не было, так как неоднократные попытки создания криогенной тензорно-поляризованной дей-териевой мишени, имеющей необходимые параметры, оказывались безуспешными.

Цель диссертационной работы

Основная цель диссертационной работы заключалась в проведении измерений тензорной асимметрии дифференциального сечения, получении Т20-, 721- и Тц- компонент тензорной анализирующей способности реакции 7d —> рртг~ и сравнении полученных данных с теоретическими предсказаниями. Для этого необходимо было решить следующие задачи:

• разработать методику проведения измерений тензорной асимметрии дифференциального сечения реакции фотообразования 7г~ - мезонов на дейтроне;

• разработать методику определения Т20-, Тц- и Т22- компонент анализирующей способности реакции из экспериментальных данных;

• разработать и создать детектирующие системы для регистрации прото-

нов из реакции ^Л —> рр-п на совпадении и измерения их кинематических характеристик;

• разработать комлекс программ для первичной обработки данных и кинематической реконструкции зарегистрированных событий;

• разработать процедуру энергетической калибровки детекторов и программное обеспечение для ее реализации;

• разработать программное обеспечение для моделирования реакции 70! —» ррп~ на основе теоретических моделей;

Научная новизна

Впервые разработана и реализована методика экспериментального исследования фотообразования тг~-мезонов на тензорнсыюляризованных дейтронах.

Впервые выполнены измерения асимметрии дифференциального сечения реакции фотообразования 7г~-мезонов на тезорно-поляризованных дейтронах.

Впервые экспериментально получены Т20-, Т21- и Т22- компоненты тензорной анализирующей способности реакции ^й —> рртг~ в широком интервале изменения основных кинематических переменных процесса.

Научная и практическая ценность работы

Полученые в работе данные о компонентах тензорной анализирующей способности реакции 7<£ —♦ ррж~ послужат для проверки теоретических моделей процессов электромагнитного образования 7г~-мезонов на ядрах и, в первую очередь, на дейтроне. Разработанная методика экспериментального исследования фотообразования 7г-мезонов на тензорно поляризованных дейтронах дает возможность измерения компонент тензорных анализирующих способностей других каналов реакции одиночного фотообразования мезонов

на. дейтроне. Созданный комплекс программ, позволяет проводить на ЭВМ расчеты дифференциального сечения, тензорной асимметрии и компонент тензорной анализирующей способности реакции yd —» рртг" для энергии фотонов (300-900) МэВ в модели спектатора с учетом и без учета взаимодействия в конечном состоянии (ВКС). Эти программы могут быть использованы для оптимального планирования и анализа данных экспериментов, в которых исследуются другие каналы одиночного электромагнитного образования пионов на тензорно поляризованных дейтронах. Разработанная процедура энергетической калибровки детектора применима для калибровки других многослойных пробежных детекторов заряженных частиц.

На защиту выносятся следующие основные результаты и положения:

• методика проведения измерений тензорной асимметрии дифференциального сечения реакции фотообразования 7Г~- мезонов на дейтроне;

• методика определения Т20-, Тц- и Т22- компонент анализирующей способности реакции из экспериментальных данных;

• результаты измерения Т2о-, Т21- и Т22- компонент тензорной анализирующей способности реакции 7d —> рртг~.

• процедура энергетической калибровки детектора с использованием нормализованных световыходов

Апробация работы Основные результаты работы опубликованы в статьях и сборниках докладов коференций, докладывались на ряде Российских и Международных коференций: "Structure of Baryons'1, Baryons'98, Бонн, Германия; "14th International Conference on Particles and Nuclei", PANIC'96, Ви-льямсбург, США; "14th International spin physics symposium", SPIN'2000, Oca-

ка, Япония; '16 International spin physics symposium", SPIN'2004, Триест, Италия; "International spin physics symposium'', SPIN'2008, Шарлоттсвиль, США; "16th European Conference on Few-Body Problems in Physics", Аутранс, Франция; 5th Workshop on "Electromagnetically Induced Two-Hadron Emission"', Лунд, Швеция; ЯДРО 2008, "Проблемы фундаментальной ядерной физики. Разработка ядерно-физических методов для нанотехнологий, медицинской физики и ядерной энергетики", Россия, Москва.

Публикации. Материмы диссертации опубликованы в 12 печатных работах, из них 5 статей в рецензируемых журналах [Al, А2, A3, А4, А5] и 7 статей в сборниках трудов конференций [А6, А7, А8, А9, А10, АН, А12].

Личный вклад автора Изложенные в работе результаты получены автором лично или в соавторстве при его участии.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы. Работа изложена на 99 листах, содержит 4 таблицы и 23 рисунка. Список литературы содержит 68 наименований.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель и аргументирована научная новизна исследований, показана практическая значимость полученных результатов.

В первой главе рассматриваются базовые теоретические положения процесса электромагнитного образования одиночного 7г-мезоиа на тензорно-поляризованном дейтроне. Рассматривается связь дифференциальных сечений электро- и фоторождения пионов на дейтроне с регистрацией двух протонов. Обсуждаются возможности и способы измерения тензорных поляризационных наблюдаемых величин процесса.

Экспериментальные исследования фотоядерных процессов проводятся как на пучках тормозных фотонов, так и на пучках электронов с использованием концепции виртуальных фотонов. Идея виртуальных фотонов восходит еще к Ферми и широко используется в исследовании электромагнитных процессов [1|. Рассматриваемые в работе эксперименты по исследованию образования 7г~-мезонов проводились на внутренней тензорно-поляризованной дейтериевой мишени электронного накопителя ВЭПП-3 в ИЯФ СО РАН с регистрацией двух конечных протонов на совпадении. Образование пи-мезонов в реакции ed —> е'рртт' в однофотонном приближении интерпретировалось как образование пи-мезонов виртуальными 7-квантами — 7*d —* ррп~.

В приближении рассеяния электрона вперед, когда переданный импульс Q2 стремится к нулю, вклад в сечение электророждения пиона от поперечных виртуальных фотонов становится преобладающим. Это является основой для связи сечений электро- и фоторождения пиона:

dae__Ne tfg-) ^ч

dExdE2dttidtti ~ ujü dEidüidQ.2 где Ne — спектр виртуальных фотонов, 3 — кинематический множитель. и>о — энергия виртуального фотона, Ец и П^а — энергии и телесные углы протонов, соответственно.

Описание амплитуды реакции фоторождения 7г~-мезонов основывалось на модели, учитывающей взаимодействие в конечном состоянии [2]. Учитывался вклад диаграммы спектаторной модели и диаграмм нуклон-нуклонного и пион-нуклонного перерассеяния. При этом был учтен вклад таких же диаграмм с перестановкой тождественных нуклонов конечного состояния.

Сечение фоторождения пионов на тензорно-поляризованных дейтронах неполяризованными фотонами определяется четырьмя компонентами анализирующей способности реакции: векторной Гц и тремя тензорными — Т20, Tíi и Т22. Для реакции с тремя частицами в конечном состоянии это комлекс-

ные величины, а для компланарной кинематики, они становятся либо чисто мнимыми, либо чисто вещественными, тогда сечение реакции имеет вид:

А /5РТ • я ■ Л ( (3 со^я-!) ----- -----1 1 + уЗ Р2 Гп ьтОн эт <ри + —- Р,2 Т20----

dpidí1\d0.2 dpidüidQ.2

/зт . _ /3

~ \¡2 Тп sin2®н cos(рп + \J~2T22 sin2®н cos2lPHj J '

(2)

где углы Oji и 1рл задают направление оси ориентации: Pz, Рг£ — степени векторной и тензорной поляризации. Все наблюдаемые величины являются функциями пяти кинематических параметров.

Измерив азимутальные зависимости поперечного сечения (2) и зная поперечное сечение на неполяризованном дейтроне, можно получить информацию о величинах компонент анализирующей способности. Обычно измеряют не саму величину поперечного сечения, а асимметрию, которая определяется следущим образом:

А - /Зч

A~<b++da-' (>

где da+(da~) - величина сечения для соответствующих знаков тензорной поляризации мишени. Измеряя асимметрии сечения в специально подобранных экспериментальных условиях, можно получить все компоненты анализирующей способности этой реакции.

Во второй главе приводится описание экспериментального оборудования, которое использовалось в двух проведенных экспериментах -- ускорительно-накопительный комплекс ВЭПП-3, внутренняя поляризованная газовая мишень, описаны детектирующие системы и системы сбора и накопления данных.

Рис. 1: Слева: источник поляризованных атомов. S1-S5 - сверхпроводящие шестипо-люсные магниты; MFT - блок ВЧ переходов в среднем поле; SFT - блок ВЧ переходов н сильном поле; Inlet Tube - инжекцнонная трубка накопительной ячейки; Turbo Pump - турбомолекулярный насос. Справа: накопительная ячейка, охлаждаемая жидким аэотом.

Одним из основных узлов оборудования является внутренняя газовая мишень из поляризованных атомов дейтерия. Мишень включает в себя источник поляризованных атомов (ИПА) и накопительную ячейку. Принцип действия источника основан на эффекте сверхтонкого расщепления энергетических уровней атома дейтерия в сильном магнитном поле и пространственном разделении атомов с различными магнитными моментами при их движении в сильном неоднородном магнитном поле. Струя поляризованных атомов дейтерия из ИПА попадает в накопительную ячейку, представляющую из себя Т-образную трубку. Накопительная ячейка была применена для увеличения толщины мишени. Во втором эксперименте использовалась ячейка эллиптического сечения 24 х 13 мм и длиной 40 см, охлаждаемая жидким азотом. Схема ИПА и общий вид накопительной ячейки показаны на рис. 1.

Детектирующие системы обоих экспериментов состояли из двух пар плеч регистрации частиц(рис. 2). В первом эксперименте это были две пары плеч регистрации адронов, медианные плоскости которых были повернуты относительно друг друга на 90°. Адронные годоскопы - плечи детекторов, были включены на совпадения. Каждый адронный годоскоп состоял из системы дрейфовых камер и трех сцинтилляционных пластмассовых счетчиков сум-

марной толщины 24 мм. Кроме этого, в двух годоскопах, установленных ниже медианной плоскости накопителя, за пластмассовыми счетчиками размещались по 2 слоя из NaJ(Tl) -сцинтилляционных счетчиков, толщиной 5 см и 11 см. За пластмассовыми счетчиками каждого из верхних двух годоскопов на расстоянии 170 см от мишени был установлен слой из трех пластмассовых сцинтилляционных счетчиков, каждый размером 20 х 20 х ЮОсм'1. Система дрейфовых камер использовалась для восстановления траектории частиц и измерения углов вылета частиц из мишени с точностью не хуже 0,5°. Детектор обеспечивал регистрацию протонов, вылетающих в интервале полярных углов 64° - 84° и азимутальных ±16°. Нижние годоскопы регистрировали протоны с энергией от 46 МэВ до 264 МэВ, а верхние годоскопы - от 55 МэВ до 180 МэВ.

Рис. 2: Слева: детектирующая система первого эксперимента. 1 - дрейфовые камеры; 2 - тонкие пластмассовые сцинтилляционные счетчики; 3 - Nal(Tl) сцинтилляционные счетчики; 4 - толстые пластмассовые сцинтилляционные счетчики; 5 - накопительная ячейка-мишень; Hi и Н-2 - направления вектора индукции ведущего магнитного поля. Справа: детектирующая система второго эксперимента. 1 - пучок электронов накопителя ВЭПП-3; 2 - накопительная ячейка-мишень; 3 - дрейфовые камеры годоскопов; 4 - пластмассовые сцинтилляционные счетчики; 5 - вершинная дрейфовая камера; 6 - электронное плечо поляриметра; 7 - CsJ(Tl) сцинтилляционные спектрометры электронных плечей; 8- NaJ(Tl сцинтилляционные спектрометры адронных плечей; 9 -вольфрамовый радиатор; 10 - сцинтилляционные волокна детектора электронов; Н -направление вектора индукции ведущего магнитного поля.

Вектор напряженности магнитного поля Н был направлен под углом Он =

Z

90° к «си пучка электронов. Азимутальный угол вектора напряженности периодически изменялся. Для одного плеча — (рн\ = 90°, <рц2 = 0°, для другого -- 0°, 2 — 270°. Энергетическое разрешение адронных телескопов за-

висит от энергии протонов и меняется в пределах (8 4-10)% для протонов с энергиями от 50 МэВ до 264 МэВ. Разрешение детектора по эффективной массе рр- системы приведено в таблице:

Мрр, MeV/c2 2000 2030 2160 2090 2120 2150

aKr, MeV/c2 4.2 5.4 5.8 6.9 7.7 8.1

Детектирующая система второго эксперимента состояла из двух идентичных двухплечевых систем. Системы были повернуты относительно друг друга на 180°. Каждая система состояла из сцинтилляционного калориметра в электронном плече и адронного годоскопа в адронном плече. Адронные годоскопы использовались для регистрации протонов на совпадении и определения их энергии. Для регистрации треков частиц использовались дрейфовые камеры, которые располагались перед сцинтилляционными детекторами по обе стороны от накопительной ячейки . Детектор обеспечивал регистрацию протонов в диапазоне полярных углов 91,2 = 44° 4- 88° и диапазоне азимутальных углов Aip — ±30°. Диапазон кинетической энергии регистрируемых протонов составлял £1.2 = БОМэВ 4-240 МэВ. Энергетическое разрешение детектора по инвариантной массе рр-системы изменялось в диапазоне <rA/w = 24-7 МэВ/с2 для инвариантных масс от 1980 МэВ/'с2 до 2190 МэВ/с2 Вектор напряженности магнитного поля II был направлен вверх в медианной плоскости детектора под углом вц = 120° к оси пучка электронов. В этом эксперименте направление вектора напряженности магнитного поля не изменялось.

Применение накопительной ячейки увеличивает толщину мишени. Степень поляризации атомов инжектируемых из ИПА в ячейку обычно высока —

~ 98% и более. Однако, внутри ячейки поляризация газа заметно уменьшается из-за различных деполяризующих факторов. Во втором эксперименте на накопителе ВЭПП-3 для оперативного измерения степени поляризации атомов в ячейке использовался поляриметр, основанный на измерении асимметрии мишени (А() в упругом ес/-расссянии при малых переданных импульсах (<32 ~ Зфм~2).При таких <52 основной вклад в асимметрию А* дает Т20 компонента анализирующей способности Т20 ~ х С^2, где Сдд - квадру-польный момент дейтрона. Различные теоретические модели предсказывают в этой области мало отличающиеся друг от друга величины Т20 (±2 — 3%). Поляриметр регистрировал рассеяные электроны на совпадениях с дейтронами отдачи. Дейтроны отдачи регистрировались адронным плечом №2 основного детектора. В этом плече дейтроны идентифицировались и определялись их энергия и углы. Электронное плечо поляриметра состояло из двух слоев сцинтилляционных волокон, перед которыми стоял вольфрамовый конвертер для подавления низкоэнергетического фона. Конструкция электронного плеча позволяла определять я-координату рассеяного электрона. Кинетическая энергия дейтронов отдачи не превышала бОМэВ и они останавливались в первом пластмассовом счетчике, толщиной 20мм. Этот счетчик был оснащен двумя ФЭУ, имеющими хорошее временное и амплитудное разрешение. Угловой захват по полярному углу составлял в и 4° и по азимутальному « ±30°.

Третья глава посвящена процедуре обработки экспериментальных данных. О писаны процедуры восстановления координат вершины события и идентификации частиц. Подробно рассмотрена энергетическая калибровка детектора с использованием нормализованных световыходов. Описан комплекс программ, созданных для обработки экспериментальных данных.

В процессе обработки событий определялись треки частиц, проводился отбор событий, соответствующий регистрации двух протонов, вычисление

энергии протонов и других кинематических переменных. Первичный отбор событий проводился на основе восстановленной вершины события (координат вылета частиц из мишени).

Для восстановления трека частицы, вылетающей из накопительной ячейки, использовалась информация, полученная с дрейфовых камер.

В протонном плече первой экспериментальной установки имелось шесть дрейфовых камер. Три из них регистрировали я- координату пересечения траектории протона с плоскостями дрейфовых камер, а три других регистрировали у-координату. В наиболее благоприятном случае мы будем иметь шесть показаний дрейфовых камер, три из которых соответствуют аг-координатам, а три оставшиеся соответствуют у-координатам. Трек пролетающей частицы восстанавливался методом наименьших квадратов в случае, если сработали три камеры по одной из координат. Если сработали две камеры, то трек проводился через две точки. Таким образом определялись проекции траектории протона на плоскости хг и уг.

Во втором эксперименте, в связи с изменением и усложнением конструкции камер, алгоритм обработки был изменен. Для каждой частицы вычислялись проекция трека на плоскость, параллельную средней плоскости детектора, что позволяет определить угол в и проекция на плоскость, перпендикулярную оси пучка электронов, что позволяет определить угол <р. Для восстановления трека использовалась информация от 3-х до 6-и плоскостей, в которых произошло срабатывание одной и более проволочек. После преобразования времени дрейфа в расстояние дрейфа для данной проволочки в позиции Хи-1те остается лево-правая неопределенность, т.к. мы знаем только расстояние до проволочки, но не сторону с которой пролетела частица. Поэтому мы имеем две координаты X = (Хи„те + х^ц и X = (ХтТе — х^ц где частица может пересечь плоскость проволочек. Перебирая все возможные комбинации координат, мы можем иметь до 64-х треков. Наилучший трек

определялся рекурсивным алгоритмом по критерию х2-

В проведенных экспериментах для идентификации частиц и выделения реакции использовался Д Е, Е-метод. Известно, что в нерелятивистском случае величина ионизационных потерь энергии при одной и той же энергии с хорошей точностью пропорциональна массе и квадрату заряда частицы. На плоскости Д Е,Е распределение величин сигналов отображается семейством гипербол, каждая из которых соответствует частице с определенным значением массы и заряда. Использование величины Мг2 в качестве параметра идентификации позволяет из семейства гипербол на плоскости АЕ, Е отобрать ту, которая соответствует частице с массой М и зарядом г. Для идентификации частиц использовался телескоп сцинтилляционных детекторов, состоящий из тонкого "прострельиого" АЕ детектора, в котором измеряются удельные ионизационные потери энергии, и толстого детектора полного поглощения, в котором измеряется энергия частицы.

Одним из самых важных этапов обработки экспериментальных данных является определение энергии зарегистрированных протонов. Из-за отсутствия в наших условиях моноэнергетических пучков протонов нет возможности провести прямые калибровочные измерения. Поэтому для калибровки детектора применялся расчетный метод. Суть калибровки заключалась в расчете энергетических потерь протонов проходящих через слои детектора и вычислении световыходов в чуствительных слоях. Далее по характерным точкам в распределениях амплитуд сигналов в последовательных слоях проводилось сопоставление с расчетными значениями и вычислялись калибровочные коэффициенты.

Световыход в г-ом слое детектора находится по формуле:

Е.

где величина dL/dE для пластмассовых сцинтилляторов определялась формулой:

dL

dE~b

, , о fdE\ „ fdE

-1

(5)

Здесь dL - количество испущенного света, когда заряженная частица с энергией Е теряет энергию dE вдоль пути dx, АЕ, — потери энергии частицы в г-ом слое детектора. В Nal кристаллах за величину световыхода принимались потери ДБ,. Поскольку преобразование световыхода в амплитуду с помощью ФЭУ и АЦП осуществлялось линейно, то измеренный световыход в слое определялся как:

ALi(E) = > (6)

где А{ - измеренная амплитуда сигнала от ФЭУ, Ло - пьедестал АЦП, к{ - коэффициент преобразования. Коэффициенты преобразования fc¿ определялись путем подгонки . Для определения энергии протона использовались амплитуды того слоя сцинтиллятора, в котором протон останавливался. Для этого слоя строилась зависимость Е = /(AL¿), которая апроксимировалась полиномом.

Во втором измерительном сеансе увеличение углового диапазона регистрации привело к тому, что появилась дополнительная зависимость свето-выходов в слоях сцинтилляторов от углов вылета протона, т.к. "эффективная" толщина слоев по направлению движения протона уже заметно изменяется. Поэтому в процедуре калибровки были использованы нормализованные еве-товыходы:

c = i/pc{ep,<pp) (7)

где P(ep,ipp) = J2 kifl¡i:P¡> ~ двумерный полином, вр и ~pv - полярный и Азимутальный углы вылета протона. Коэффициенты

kij вычислялись для

каждого слоя сцинтиллятора путем подгонки. Для преобразования световы-

ход-энергия также использовалось нормализованное соотношение:

ЕР = ЕуРе^ <р„) = ПС)Ре(Ор, <рр), (8)

где Ер и £р истинная и нормализованная начальная энергия протона, /(£) -полином четвертой степени.

В четвертой главе представлены результаты проведенных измерений и их анализ, описан процесс моделирования реакции образования пионов, проведено сравнение полученых результатов с теоретическим предсказанием. Показано, что поведение компонент анализирующей способности реакции не описывается моделью импульсного приближения с учетом взаимодействия в конечном состоянии.

Пользуясь выражением (2) и располагая набором экспериментальных выходов Щк в каждый детектор г для двух знаков Р2- - ]' и двух направлений - к ведущего магнитного поля, можно получить величины компонент анализирующей способности:

Г т 4ку

20 |Р«| N > 122 - ^3\ргг\ N

где к<р - поправка, учитывающая интервал регистрации по азимутальному углу, N - просуммированный но всем состояниям выход реакции. Использование этих комбинаций позволяет свести систематические ошибки измерений к минимуму [3].

Рис. 3: Поведение 71щ-, Тц- и Т21-компонент анализирующей способности реакции в зависимости от различных кинематических переменных. Сплошная кривая — теоретические расчеты с учетом ВКС, штриховая — без учета ВКС.

Во втором эксперименте векторная поляризация мишени была близка к нулю и переключался только знак тензорной поляризации. В этих условиях экспериментальная асимметрия сечения по отношению к смене знака поляризации имеет вид:

а

т.

/V1 - N

г- 14 — ¡4

1 2 2 1 221 4

где Р+ и Р~2 — параметры поляризации. и — скорости счета событий, соответствующие двум знакам поляризации. Измеряя два значения асимметрии сечения, когда "медленный" протон попадает в верхнее или нил<-нее адронное плечо, что соответствует двум значениям среднего угла между плоскостью реакции и направлением ведущего поля (рн = 0е или цзц — 180°, определяется величина Тц - компоненты тензорной анализирующей способности реакции:

к

Тп " у/гР+М ~ ' (10)

где а(^н=180) ~ асимметрии для двух значений углов, к21 = т/з/2вт2вц,

кц, — коэффициент усреднения по соэ^я-

18

Тензорные наблюдаемые величины зависят от пяти независимых кинематических переменных. Экспериментально полученные значения наблюдаемых величин представляются как функции одной, максимум двух, кинематических переменных, но остальным переменным проводится суммирование в пределах фазового объема, определенного детектором. Для корректного сопоставления с экспериментально измеренными теоретические значения зтих величии были получены таким же образом. Для этого процесс 7а? —» ррк~ моделировался методом Монте-Карло. Наборы "теоретических" событий были получены для тех же условий, в которых проведены эксперименты. Было проведено интегрирование теоретических значений наблюдаемых величин по всем кинематическим переменным, кроме тех, от которых исследуется зависимость.

Сравнение измеренных значений тензорных наблюдаемых величии с теоретически предсказанными показывает, что учет взаимодействия в конечном состоянии приводит к лучшему согласию с экспериментальными данными и качественно отражают измеренные зависимости компонент тензорной анализирующей способности от основных кинематических параметров реакции. Следует отметить, что в локальных областях изменения кинематических переменных наблюдается значительное разногласие между экспериментальными данными и результатами расчетов.

В заключении представлены основные результаты полученные в ходе выполнения работы:

• разработана и реализована методика экспериментального исследования фотообразования 7г~-мезоиов на тензорно поляризованных дейтрона. Методика основана на использовании внутренней сверхтонкой газовой мишени в электронном накопителе и регистрации частиц на совпадении;

• разработана методика определения Т^о-, Тгг и Т22- компонент анализи-

19

рующей способности реакции из экспериментальных данных;

созданы и отлажены детекторы для корреляционных исследований реакции фотообразования - мезонов на тензорно-поляризованных дейтронах в резонансной области энергий;

разработана процедура энергетической калибровки многослойных про-бежных детекторов заряженных частиц, обеспечивающая точность измерения энергии протонов ±5 МэБ в диапазоне энергий (50 -г 250) МэВ;

впервые выполнены измерения тензорной асимметрии дифференциального сечения реакции фотообразовання тг~-мезонов на тезорно-поляри-зованных дейтронах;

впервые экспериментально получены Тяг, Ти- и Т22- компоненты тензорной анализирующей способности реакции —» ррп~ в диапазонах углов вылета протонов 0Р|3 = 46° -=-96°,^ = ±16°,±30° и диапазона импульсов р1,2 = 370МэВ/с -ь 640МэВ/с;

впервые получены зависимости компонент тензорной анализирующей способности реакции фотообразования 7г" - мезонов на дейтронах от различных кинематических переменных;

создан пакет программ первичной обработки данных и кинематической реконструкции зарегистрированных событий;

создан комплекс программ, позволяющих проводить моделирование, а также вычисления дифференциального сечения, тензорной асимметрии и компонент тензорной анализирующей способности реакции -ус! —♦ ррн~, используя теоретические модели процесса;

• проведено сопоставление экпериментяльных \кгзультятов с теоретическими предсказаниями. Показано, что наблюдается качественное описание экспериментальных данных. Однако, в некоторых кинематических условиях проявляется значительное разногласие между экспериментальными данными и результатами расчетов.

Список публикаций

[А1] А. Ю. Логинов, А. В. Осипов, А. А. Сидоров и др. Исследование реакции D{е,рр)е'7т~ на тензорно-поляризованной дейтериевой мишени при больших величинах импульсов протонов // Письма в ЖЭТФ.~ 1998. - Т. 67, № 10. - С. 730 - 736.

[А2] М. V. Dyug, L. G. Isaeva ..., А. V. Osipov et al. Internal polarized deuterium target with cryogenic atomic beam source /7 Nucl. Instr. and Meth. A. — 2002. — Vol. 495. — P. 8.

[A3] M. V. Dyug, B. A. Lazarenko ..., A. V. Osipov et al. Deuterium target polarimeter at the VEPP-3 storage ring // Nucl. Instr. and Meth. A.— 2005. - Vol. 536. - P. 344.

[A4] JI. M. Барков. А. Ю. Логинов ..., А. В. Осипов и др. Анализирующая способность реакции фоторождения отрицательных пионов в области дельта(1232)-резонанса // Известия вузов. Физика. — 2007. — Т. 50, № 10/2. - С. 24-29 (73399013).

[А5] В. В. Гаузштейн, А. Ю. Логинов, А. В. Осипов и др. Образование отрицательных пионов виртуальными фотонами на дейтроне // Известия вузов. Физика. - 2009. — Т. 52, № 11/2. - С. 10.

[A6] D. M. Nikoleiiko, A. V. Osipov, S. G. Popov et al. Study of the Exclusive ed-scattering at. VEPP-3 // PANICT96, Proceedings of the 14th International Conference on Particles and Nuclei / Ed. by C. E. Carlson. - World Scientific, 1997. Williamsburg, Virginia; USA 22 - 28 May, 1996. - Pp. 276 - 278.

[A7] D. M. Nikolenko, A. V. Osipov, I. A. Rachek et al Tensor Target Asymmetry in the d(e,pp)e'7r~-reaction at High Proton Momenta // Baryons'98, Proceedings of the 8th International Conference on the Structure of Baryons / Ed. by D. W. Menze. - World Scientific, 1999. - Bonn, Germany 22 - 26 September 1998. - Pp. 567 - 570.

|A8j D. M. Nikolenko, A. V. Osipov, I. A. Rachek et al. The Reaction D(e, pp)e'ir~ on Polarized Deuteron at High Proton Momenta // Few-Body Problems in Physics, Proceedings of the 16th European Conference on Few-Body Problems in Physics / Ed. by W. Plessas. — Vol. 10. — Springer-Verlag/Wien, 1999. - June 1 - 6,1998, Autrans, France. - Pp. 507 - 510.

[A9j M. V. Dyug, B. A. Lazarenko ..., A. V. Osipov et al. Results and Status of Inelastic ed-scattering Experiments at the Internal Polarized Deuterium Targets of VEPP-3 // SPIN 2000, 14th international spin physics symposium / Ed. by K. Hatanaka. - Vol. 570. - AIP, New York, 2001. - Osaka, Japan 16 - 21 October, 2000. - Pp. 586 - 590.

|A10| M. V. Dyug, S. I. Mishnev ..., A. V. Osipov et al MEASUREMENT OF THE TENSOR TARGET ASYMMETRY COMPONENTS OF THE D (e,pp)e'7r~ REACTION AT THE VEPP-3 STORAGE RING // Fifth Workshop on "Electromagnetically Induced Two-Hadron Emission" / Ed. by P. Grabmayr. — Lund, Sweden:

http://www.maxlaЬЛ^l.8e/kfoto/2nœn£/2n/cdгoю/2nconf/PDF/osipov.pdf, 2001. -13 - 16 June. 2001. - Pp. 124 - 127.

[All] L. M. Barkov, V. F. Dmitriev ..., A. V. Osipov et al. Tensor Analyzing Power in Exclusive тг~ Photoproduction on Deuteron // SPIN 2004, 16th international spin physics symposium / Ed. by F. Bradamante. — Triest, Italy: World Scientific, 2005. - 10 - 16 October, 2004. - Pp. 593 - 596.

[A12] L. M. Barkov, B. A. Lazarenko ..., A. V. Osipov et al. The Tensor Analyzing Power Component T-n of Exclusive 7r~-meson Photoproduction on Deuteron in the Resonance Region // SPIN 2008, 18th international spin physics symposium / Ed. by D. G. Grabb. — Vol. 1149. — AIP, New York, 2009. - Charlottesville, Virginia, USA 6 - 11 October, 2008. - Pp. 699 -702.

Цитированная литература

[1] R. H. Dalitz, D. R. Yennie. Pion Production in Electron-Proton Collisions // Phys. Rev. - 1957. -- Vol. 105, no. 5. - P. 1598.

[2] А. Ю. Логинов, А. А. Сидоров, В. H. Стибунов. Влияние перерассеяния на поляризационные наблюдаемые реакции 7d —+ рртт~ в Д-резонансной области // Ядерная Физика. - 2000. •■ Т. 63, № 3. - С. 478.

[3] S. I. Mishnev, D. M. Nikoknko, S. G. Popov et al. Measurement of the analyzing power components in photodisintegration of the polarized deuteron // Phys. Lett. B. --1993. - Vol. 302. - Pp. 23 - 28.

Подписано к печати 18.11.09 Бумага офсетная. Печать RISO. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз. Заказ № 38-0130 Центр ризографии и копирования. Ч/П Тисленко О.В. Св-во №14.263 от 21.01.2002 г., пр. Ленина, 41, оф. №7а.

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Осипов, Александр Витальевич

Введение

Глава 1. Образование 7г-мезонов на дейтроне электронами и фотонами.

1.1. Дифференциальное сечение

1.2. Амплитуда

1.3. Анализирующая способность реакции фотообразования 7г-мезонов на дейтроне.

1.4. Постановка экспериментов

Глава 2. Экспериментальное оборудование двух измерительных сеансов

2.1. Ускорительно-накопительный комплекс ВЭПП

2.2. Внутренняя газовая поляризованная мишень

2.3. Детекторующие системы

2.4. Система сбора и накопления данных

Глава 3. Обработка экспериментальных данных.

3.1. Выделение и реконструкция событий

3.2. Идентификация частиц.

3.3. Энергетическая калибровка сцинтилляционных детекторов

3.4. Комплекс программ обработки.

Глава 4. Экспериментальные результаты

4.1. Вычисление компонент анализирующей способности

4.2. Моделирование исследуемого процесса

4.3. Результаты измерений

 
Введение диссертация по физике, на тему "Исследование образования π- - мезонов на тензорно-поляризованных дейтронах"

Изучение образования 7г~ мезонов на нуклонах и ядрах в электромагнитных взаимодействиях остается важным источником сведений о физике адронов, свойствах ядерной системы, структуре нуклонов и их возбужденных состояний, свойствах адронов в ядерной среде. Интенсивные исследования процессов образования мезонов реальными и виртуальными фотонами на нуклонах и ядрах выполняются с начала 50 годов прошлого столетия. Значимость и надежность многочисленных фундаментальных физических результатов, полученных в исследованиях этих реакций, обусловлена в первую очередь тем, что собственно электромагнитные взаимодействия хорошо изучены. Важно также, что фотоны средних энергий свободно проникают в ядро, взаимодействуя в зависимости от длины волны как с отдельными нуклонами, так и коррелированными парами нуклонов. Использование в этих исследованиях простейшей ядерной системы - дейтрона в качестве мишени позволяет исследовать образование пиона на нейтроне и извлекать уникальную информацию о Д-Л/"- взаимодействии и роли ненук-лонных степеней свободы.

В настоящее время экспериментально исследуется два вида наблюдаемых величин реакций фотообразования пионов на нуклонах и дейтроне. Это неполяризационные наблюдаемые величины — дифференциальные и полные поперечные сечения реакции и поляризационные наблюдаемые величины, например, анализирующая способность реакции. Односпиновые наблюдаемые извлекаются из асимметрий сечений реакции в экспериментах с одной поляризованной начальной частицей или в экспериментах с анализом поляризации одной из конечных частиц. Двухспиновые наблюдаемые величины извлекаются из асимметрий сечений реакции в экспериментах с поляризованной частицей в начальном состоянии и с анализом поляризации одной из конечных частиц. Поляризационные наблюдаемые, в отличие от неполяризационных, выражаемых суммой квадратов амплитуд реакций, это квадратичные формы различных комбинаций действительных и мнимых частей амплитуды реакции. Поэтому поляризационные наблюдаемые могут оказаться предпочтительными при выявлении и изучении малых, но важных и, как правило, недостаточно изученных динамических эффектов, таких как Д]У - взаимодействие, вклады обменных токов, возбуждение мезон-нуклонных и мультикварковых резонансных состояний в процессах электромагнитного образования пионов. Проявление динамических эффектов с малой амплитудой или с малым вкладом в большую амплитуду редко наблюдается в дифференциальных и полных сечениях из-за определяющего вклада лидирующих амплитуд. Напротив, в поляризационных наблюдаемых величинах малые амплитуды или малые вклады в большую амплитуду могут усиливаться за счет интерференции с доминирующими амплитудами или могут непосредственно проявляться в случае деструктивной интерференции лидирующих амплитуд.

Известно, что в области низких и средних энергий количественное описание адронных и фотоомезонных процессов в рамках квантовой хромоди-намики (КХД) не всегда оказывается успешным. Основным методом исследования физики адронов низких и средних энергий остаются феноменологические модели. Экспериментальные данные об анализирующих способностях или асимметриях, в частности, о тензорных асимметриях одиночного фотообразовния пи-мезона на поляризованном дейтроне при средних энергиях необходимы для независимого тестирования современных феноменологических моделей физики адронов. Эти данные необходимы для получения полной информации о Т- матрице реакции фотообразования пионов (концепция "полного опыта"). Для однозначного определения Т - матрицы, которая описывается 12 независимыми комплексными амплитудами, необходимо измерение не менее 23 независимых наблюдаемых, в число которых обязательно входят наблюдаемые, связанные с тензорной поляризацией дейтрона.

Первые экспериментальные исследования электромагнитного образования пионов в области средних энергий были выполнены усилиями многочисленных исследовательских групп на ускорителях первого поколения, в основном это синхротроны и линейные ускорители с большой скважностью с использованием магнитных спектрометров и немагнитных детекторов с относительно малым аксептансом. Тем не менее, в этих исследованиях был получен большой объем информации о неполяризационных наблюдаемых величинах всех каналов одиночного фотообразования пионов. Большое количество экспериментальных исследований посвящено фотообразованию пионов на дейтроне в реакциях 7с[ —> рртг~ и —> пп7г+ в области возбуждения нуклонных резонансов [1, 2]. Первые детальные исследования асимметрии дифференциального сечения фотообразования пионов выполнены на линейно-поляризованном пучке фотонов [3], измерена поляризация протонов отдачи в реакциях фоторождения пионов на водороде и дейтерии. Экспериментов по исследованию реакций электромагнитного образования пионов на тензорно поляризованных мишенях не было, так как попытки создания криогенной тензорно поляризованной дейтериевой мишени, имеющей необходимые параметры, оказались безуспешными. Применение метода внутренней сверхтонкой мишени [4] в накопителе для создания тензорно поляризованной мишени оказалось успешным, и в 1985 г были выполнены первые исследования по упругому и неупругому рассеянию электронов на тензорно поляризованной дейтериевой митттени [5]. В этих исследованиях, проведенных коллаборацией ИЯФ СОРАН (Новосибирск) и НИИЯФ ТПУ (Томск), впервые были получены данные о расщеплении виртуальными фотонами поляризованных дейтронов. Использовался электронный пучок накопителя ВЭПП-2 и внутренняя тензорно поляризованная дейтериевая мишень [6].

Разработка теоретических моделей образования пионов в электромагнитных взаимодействиях на нуклонах и ядрах особенно успешно развивалась после появления классической работы CGLN [7]. Проведенный анализ, основанный на дисперсионных соотношениях, послужил фундаментом для широкого исследования реакций фотообразования пионов в области А-резонанса [8-10]. В теоретических исследованиях процессов 7d —> 7tNN применялось импульсное приближение как в модели спектатора, так и с учетом взаимодействия в конечном состоянии.

В последние годы наблюдается значительный прогресс в экспериментальном исследовании процессов электромагнитного образования мезонов на нуклонах и легчайших ядрах в области средних энергий. Разработаны и реализуются обширные программы исследований на ускорителях нового поколения в США (JLAB, MIT-BATES, LEGS), Германии (MAMI, ELSA), Франции (GRAAL) и Японии (SPRING-8) с использованием монохроматических и поляризованных пучков фотонов, поляризованных митпеней, систем мечения фотонов, широкозахватных магнитных спектрометров и детекторов заряженных частиц, широкоапертурных многоканальных сцин-тилляционных спектрометров для регистрации фотонов от распада 7г° и г) мезонов. В этих исследованиях уже накоплены систематические прецизионные экспериментальные данные об угловых и энергетических зависимостях диффернциального и полного сечений фотообразования пионов [11-13], а также данные о фотонной асимметрии [14] и данные о дважды поляризационных наблюдаемых [15]. Получены также новые экспериментальные данные о фоторождении мезонов на ядерных мишенях [16].

В эти годы в ИЯФ СО РАН выполнялись работы по существенной модернизации всех систем, обеспечивающих оптимальное функционирование внутренней газовой тензорно поляризованной дейтериевой мишени в накопителе ВЭПП-3. Был сооружен новый интенсивный криогенный источник поляризованных атомов дейтерия, создан оптимизированный электромагнит ведущего магнитного поля поляризованной мишени, охлаждаемые накопительные ячейки и эффективный поляриметр дейтериевой митттени. Осуществлена модернизация магнито-оптической системы накопительного кольца с целью уменьшения поперечных размеров электронного сгустка в прямолинейном участке камеры, где располагается ячейка-мишень. Значительно увеличена производительность системы высоковакуумной откачки экспериментального промежутка накопителя. Эти работы позволили реализовать на накопителе ВЭПП-3 ряд важнейших достоинств метода внутренней сверхтонкой газовой поляризованной мишени. Эффективность использования циркулирующего пучка настолько велика, что практически каждый электрон проходит через эквивалентную мишень толщиной более 0.2 радиационных длин или 2 х 1024 атомов/см2 дейтерия. Получена высокая чистота и "прозрачность" мишени для продуктов исследуемых реакций. Обеспечена непрерывная генерация событий в митпени, что позволяет выполнять корреляционные исследования реакций. Достигнута высокая степень поляризации (векторной и/или тензорной) мишени с возможностью быстрого переключения направления и знака поляризации. Такие условия обеспечили возможность выполнения первых исследований реакций фотообразования пионов на тензорно поляризованных дейтронах. Этим исследованиям посвящена диссертационная работа. Основная цель диссертационной работы заключалась в том, чтобы: впервые провести экспериментальные исследования процесса фотообразования пиона на тензорно поляризованном дейтроне, а именно — измерить тензорные асимметрии и компоненты тензорной анализирующей способности фотообразования пи-минус мезона на дейтроне в резонансной области энергий и сравнить полученные данные с теоретическими предсказаниями. Для достижения этой цели необходимо было решить ряд задач. К ним следует отнести разработку методик измерения тензорных асимметрий реакции фотобразования 7Г~ -мезонов на поляризованных дейтронах, извлечения компонент тензорных анализирующих способностей исследуемого процесса и измерения энергии протонов, регистрируемых сцинтилляционными годоскопами. Кроме того, необходимо было разработать и отладить сцинтилляционные детекторы счетчиков различного типа, создать программное обеспечение для триггера, управляющего работой двухплечевого детектора рр-совпадений, первичного анализа накопленных данных, поступающих от цифровых систем детектора, внутренней митттени и накопителя электронов. Создать программное обеспечение для восстановления всех кинематических параметров исследуемой реакции, расчетов дифференциального сечения и асимметрий сечения в модели спектатора, как с учетом, так и без учета взаимодействия в конечном состоянии, моделирования фоновых вкладов, усреднения теоретических данных в элементах фазового пространства, охватываемого детектором. Провести измерительные сеансы на накопителе и выполнить анализ полученных данных.

Работа состоит из 4 глав. В первой главе приводится описание теоретической модели, рассматривается вопрос о связи дифференциальных сечений электро- и фоторождения пионов, выбираются экспериментально измеряемые поляризационные наблюдаемые и способы проведения измерений. Во второй главе рассматривается экспериментальное оборудование, которое использовалось в двух измерительных сеансах — ускорительно-накопительный комплекс ВЭПП-3, внутренняя поляризованная газовая мишень, описаны детектирующие системы и системы сбора и накопления данных. Третья глава посвящена процессу обработки экпериментальных данных. Описаны восстановление и реконструкция событий, идентификация частиц. Подробно описана энергетическая калибровка детектора с использованием нормализованных световыходов. Описан комплекс программ, созданных для обработки экспериментальных данных. В четвертой главе представлены результаты проведенных измерений и их анализ, описан процесс моделирования реакции образования пионов, проведено сравнение по-лученых результатов с теоретическим пресказанием. Показано, что поведение компонент анализирующей способности реакции не описывается в рамках традиционных моделей.

 
Заключение диссертации по теме "Физика атомного ядра и элементарных частиц"

Заключение

В представленной работе были получены следующие основные резульразработана и реализована методика экспериментального исследования фотообразования 7Г~-мезонов на тензорно поляризованных дейтрона. Методика основана на использовании внутренней сверхтонкой газовой мишени в электронном накопителе и регистрации конечных частиц на совпадении; созданы и отлажены детекторы для кореляционных исследований реакции фотообразования тг~ - мезонов на тензорно-поляризованных дейтронах в резонансной области энергий; разработана процедура энергетической калибровки многослойных про-бежных детекторов заряженных частиц, обеспечивающая точность измерения энергии протонов ±5 МэВ в диапазоне энергий (50 Ч- 250) МэВ; впервые выполнены измерения тензорной асимметрии дифференциального сечения реакции фотообразования 7г~-мезонов на тезорно-поляризованньтх дейтронах; впервые экспериментально получены Т20-, Т21- и Т22- компоненты тензорной анализирующей способности реакции 7в, —> рртт~ в диапазонах углов вылета протонов вР12 = 46° -г- 96°, (р = ±16°, ±30° и диапазона импульсов р1)2 = 370МэВ/с -т- 640МэВ/с; впервые получены зависимости компонент тензорной анализирующей способности реакции фотообразования тг~ - мезонов на дейтронах от различных кинематических переменных;

• создан пакет программ первичной обработки данных и кинематической реконструкции зарегистрированных событий;

• создан комплекс программ, позволяющих проводить моделирование, а также вычисления дифференциального сечения, тензорной асимметрии и компонент тензорной анализирующей способности реакции 7d —> ppir~, используя теоретические модели процесса. Расчеты компонент тензорной анализирующей способности реакции в зависимости основных кинематических переменных реакции 7d —рр7т~ выполнены в модели спектатора с учетом и без учета взаимодействия в конечном состоянии;

• проведено сопоставление экпериментальных результатов с теоретическими предсказаниями. Показано, что расчеты с учетом взаимодействия в конечном состоянии приводят к лучшему согласию с экс-перментальньтми данными и качественно отражают измеренные зависимости компонент тензорной анализирующей способности от основных кинематических параметров реакции. Однако в локальных областях изменения кинематических переменных наблюдается значительное разногласие между экспериментальными данными и результатами расчетов.

Результаты по теме диссертации опубликованы в физических журналах, неоднократно докладывались на российских и международных конференций.

В заключении, пользуясь представившейся возможностью, автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю В.Н. Сти-бунову за постоянное внимание и помощь в работе. Автор признателен A.A. Сидорову, А.Ю. Логинову за полезные обсуждения и рекомендации сделанные в ходе выполнения работы.

Автор благодарен коллегам Д.М. Николенко, И.А. Рачеку, Д.К. Топоркову, Б.А. Лазаренко, С.А. Зевакову, М.В. Дюгу, Р.Ш. Садыкову с которыми вместе создавался комплекс детектирующей аппаратуры и проводились эксперименты.

Я благодарен и всем сотрудникам ускорительного комплекса ВЭПП-3 за многолетнее плодотворное сотрудничество.

 
Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Осипов, Александр Витальевич, Томск

1. J V Morris, D С Darvill, M Davenport et al. FORWARD ELECTRO-PRODUCT1.N OF SINGLE CHARGED PIONS IN THE RESONANCE REGION USING A DEUTERIUM TARGET // Phys. Lett B. - 1978. -Vol. 73. - Pp. 495-499.

2. Ю. M. Александров, В. Б. Ганенко, В. Ф. Грушин и др. Соотношение сечений фоторождения положительных пионов на дейтерии и водороде в районе первого резонанса // Ядерная Физика. — 1974. — Т. 20, № 5. — С. 915.

3. В. Б. Ганенко, В. Г. Горбенко, Ю. В. Жербовский и др. Соотношение асимметрий сечения фоторождения положительных пионов на дейтерии и водороде в районе первого резонанса // Ядерная Физика. — 1976.-Т. 23, № 1.-С. 107.

4. Г. И. Вудкер и др. Эксперименты с мишенью в электронном накопителе // Ядерная физика. — 1967. — Т. 6,— С. 775.

5. Д К Весноеский, Б Б Войцеховский, В Ф Дмитриев и др. Измерение ассиметрии в упругом и неупругом рассеянии электронов на тен-зорно-поляризованной мишени при энергиях 180 и 400 МэВ. — 1986. — Препринт ИЯФ СО РАН, 86-75.

6. G. F. Chew, M. L. Goldberger, F. E. Low, Y. Nambu. Relativistic Dispersion Relation Approach to Photomeson Production // Phys. Rev.— 1957. Jun. - Vol. 106, no. 6. - Pp. 1345-1355.

7. G. Blanpied, M. Blecher, A. Caracappa et al. Measurement of 2H(fy —» , p)n with linearly polarized photons in the A resonance region // Phys. Rev. C. 1999. - Dec. - Vol. 61, no. 2. - P. 024604.

8. J. Ahrens, S. Altieri, J. R. M. Annand et al. Helicity Dependence of 7p —> Ntt below 450 MeV and Contribution to the Gerasimov-Drell-Hearn Sum Rule // Phys. Rev. Lett. 2000. —Jun.— Vol. 84, no. 26.— Pp. 5950-5954.

9. J. Ahrens, S. Altieri, J. R. M. Annand et al. Helicity Amplitudes Al/2 and A3/2 for the D13(1520) Resonance Obtained from the 7 —> p —> —> ртг Reaction // Phys. Rev. Lett. 2002. - May. - Vol. 88, no. 23. — P. 232002.

10. R. H. Dalitz, D. R. Yennie. Pion Production in Electron-Proton Collisions // Phys. Rev. 1957. - Vol. 105, no. 5. - P. 1598.

11. В. В. Гаузштейн, А. Ю. Логинов, А. В. Осипов и др. Образование отрицательных пионов виртуальными фотонами на дейтроне // Известия вузов. Физика. — 2009. — Т. 52, № 11/2. — С. 10.

12. L. Tiator, L. Е. Wright. Virtual photons in electroproduction // Nucl. Phys. A. 1982. - Vol. 379. - P. 407.

13. А. Ю. Логинов, А. А. Сидоров, В. Н. Стибунов. Влияние перерассеяния на поляризационные наблюдаемые реакции 7d —> ррп~ в А-резонансной области // Ядерная Физика. — 2000. — Т. 63, № 3. — С. 478.

14. И. С. Шапиро. Теория прямых ядерных реакций.— Госатомиздат, 1963.

15. И. С. Шапиро // УФН. 1967. - Т. 92. - С. 549.

16. J. М. Läget // Nucl. Phys. А. 1978. - Vol. 296. - P. 388.

17. I. Blomqwist, J. M. Läget // Nucl. Phys. A. — 1977. Vol. 280.- P. 405.

18. R. M. Davidson, Nimai C. Mukhopadhyay, R. S. Wittman. Effective-La-grangian approach to the theory of pion photoproduction in the A(1232) region 11 Phys. Rev. D. 1991. - Jan. - Vol. 43, no. 1. - Pp. 71-94.

19. D. Drechsel et al. // Nucl. Phys. A. 1999. - Vol. 645.- P. 145.

20. M. Olsen, E. Osypowski // Nucl. Phys. B. 1975. - Vol. 101. - P. 136.

21. M. MacGregor et al. // Phys. Rev. 1968. - Vol. 169.- P. 1128.

22. R. Schmidt, H. Arenhövel, P. Wilhelm IJ Z. Phys. 1996. - Vol. A355. -P. 1128.

23. R. Machleidt, K. Holinde, C. Elster // Phys. Rev. — 1987,—Vol. 149.— P. 1.

24. О. Ф. Немец, А. М. Ясногородсшй. Поляризационные явления в ядерной физике. — Наукова думка, 1980.

25. А. Ю. Логинов, А. В. Осипов, А. А. Сидоров и др. Исследование реакции D(e, рр)е'тт~ на тензорно-поляризованной дейтериевой мишени при больших величинах импульсов протонов // Письма в ЖЭТФ.— 1998. Т. 67, № 10. - С. 730 - 736.

26. S. G. Popov. Internal Targets in Storage Rings for Charged Particles // Phys. At. Nuclei 1999. - Vol. 62, no. 2. - P. 256.

27. E. C. Aschenauer. HERMES at the turn of the millennium // SPIN2000, AIP Conference Proceedings. Vol. 570. - AIP, New York, 2001. - P. 24.

28. F. Hinterberger et al. // Proceedings of the 13th International Symposium on High Ehergy Spin Physics. — Protvino, Russia, 1998. — P. 362.

29. R. Gilman, R. J. Holt, E. R. Kinney et al. Measurement of tensor analyzing power in electron-deuteron elastic scattering // Phys. Rev. Lett. — 1990. Oct. - Vol. 65, no. 14. - Pp. 1733-1736.

30. T. Wise, A.D. Roberts, W. Haeberli. A high-brightness source for polarized atomic hydrogen and deuterium // Nucl. Instr. and Meth. A. — 1993. Vol. 336.-P. 410.

31. F. Stock et al The FILTEX/HERMES polarized hydrogen atomic beam source 11 Nucl. Instr. and Meth. A. 1994. - Vol. 343. - P. 334.

32. M. Ferro-Luzzi et al // AIP Conf. Proc. Vol. 421. - AIP, 1998. - P. 79.

33. M. V. Dyug, L. G. Isaeva ., A. V. Osipov et al. Internal polarized deuterium target with cryogenic atomic beam source // Nucl. Instr. and Meth.

34. A. — 2002. — Vol. 495.-P. 8.

35. V. F. Dmitriev et al. First measurement of the asymmetry in electron scattering by a jet target of polarized deuterium atoms // Phys. Lett.

36. B. 1985. - Vol. 157. - P. 143.

37. W. Haeberli et al // AIP Conf. Proc. Vol. 69. - AIP, 1980. - P. 931.

38. R. J. Holt // Proceedings of Spectrometers Workshop at the College of William and Mary. 1983.

39. L. Young et al // Nucl Instr. and Meth. В.— 1993.- Vol. 24/25.— P. 963.

40. L. G. Isaeva et al Detector system for e-d scattering experiments on the VEPP-3 storage ring // Nucl Instr. and Meth. A. — 1993. — Vol. 325.— P. 16.

41. А. Д. Букин и др. UNIMOD-2 Универсальная программа моделирования экспериментов на встречных е+е~ - пучках. — 1990. — Препринт ИЯФ СО РАН, 90-93.

42. М. Ferro-Luzzi, М. Bouwhuis, Е. Passchier et al Measurement of Tensor Analyzing Powers for Elastic Electron Scattering from a Polarized 2H Target Internal to a Storage Ring // Phys. Rev. Lett.— 1996. —Sep.— Vol. 77, no. 13.- Pp. 2630-2633.

43. M. V. Dyug, B. A. Lazarenko ., A. V. Osipov et al Deuterium targetpolarimeter at the VEPP-3 storage ring // Nucl. Instr. and Meth. A. — 2005.-Vol. 536.-P. 344.

44. S. Agostinelli, J. Allison, K. Amako et al. GEANT4 a simulation toolkit // Nucl. Instr. and Meth. A. — 2003. - Vol. 506. — Pp. 250-303.

45. J. B. Birks. The Theory and Practice of Scintillation Counting. — Macmil-lan, New York, 1964.

46. G. D. Badhwar et al. The non-linear response of the plastic scintillator NE102 // Nucl. Instr. and Meth. 1967.- Vol. 57. - P. 116.

47. C. N. Chou. Saturation Effect of Plastic Scintillators // Phys. Rev. — 1952.-Vol. 87.-P. 904.

48. L. R. Craun, D. L. Smith. Analysis of response data for several organic scintillators /1 Nucl. Instr. and Meth. — 1970. — Vol. 80. — P. 239.

49. TRIUMF Kinematics Handbook, Ed. by L. G. Greemiaus. — 2 edition. — TRIUMF, 1987.-September.

50. Review of Particle Physics // Phys. Rev. D. 2002. - Vol. 66.

51. J. J. Leeuwe. Investigation of nucleon-nucleon correlations in 4He: Ph.D. thesis / Universiteit Utrecht. — 1996.

52. G. Onderwater. Investigation of short-range correlations using the 16Q(e, e'pp) reaction: Ph.D. thesis / Universiteit Vrije. — 1998.

53. S. I. Manayenkov. New method for data treatment in polarization measurements // Nucl Instr. and Meth. A.— 2004. — Vol. 530. Pp. 541-558.

54. S. I. Mishnev, D. M. Nikolenko, S. G. Popov et al Measurement of the analyzing power components in photodisintegration of the polarized deuteron // Phys. Lett. B. 1993. - Vol. 302. - Pp. 23 - 28.

55. Г. И. Копылов. Основы кинематики резонансов. — Наука, 1970.

56. А. И. Ахиезер, М. П. Рекало. Электродинамика адронов.— Наукова думка, 1976.

57. J. L. Sabutis, F. Tabakin. Electroproduction of Charged Pions from Light Nuclei // Annals of Physics. 1989. - Vol. 195. — Pp. 223-292.

58. V. M. Budnev, I. F. Ginzburg, G. V. Meledin, V. G. Serbo. The two-photon particle production mechanism. Physical problems. Equivalent photon approximation. // Phys. Lett. G. — 1975. — Vol. 15, no. 4. — P. 181.

59. J. L. Visschers // Proc. of MC93 Inter. Conf. on Monte Carlo Simulation in High Energy and Nuc. Phys. / Ed. by P. Dragovitsch. — 1994.

60. I. E. Lagaris, V. R. Pandharipane // Nucl. Phys. A. — 1981. — Vol. 359. — P. 331.