Исследование односпиновой асимметрии инклюзивного образования π-мезонов на ускорителе ИФВЭ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.23 ВАК РФ

ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

В ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ

э

I Н ЕР

На правах рукописи 2010-9

I ' —

Мочалов Василий Вадимович

Исследование односпиновой асимметрии инклюзивного образования тг°-мезонов на ускорителе ИФВЭ

01.04.23 — физика высоких энергий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

-2 СЕН 2010

Протвино 2010

004607755

М-24

УДК 539.1.07

Работа выполнена в Институте физики высоких энергий (г. Протвино).

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук Б.А. Арбузов (НИИЯФ МГУ), доктор физико-математических наук В.Н. Болотов (ИЯИ РАН), доктор физико-математических наук А.Г. Литвиненко (ОИЯИ).

Ведущая организация - Институт теоретической и экспериментальной физики (г. Москва).

Защита диссертации состоится "_"_2010 г.

в_часов на заседании диссертационного совета К 034.02.01

при Институте физики высоких энергий по адресу: 142281, Протвино Московской обл.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФВЭ.

Автореферат разослан "_" _2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета К 034.02.01 Ю.Г. Рябов

© Государственный научный центр Российской Федерации Институт физики высоких энергий, 2010

Общая характеристика работы

ктуальность работы

Интерес к исследованию спиновых явлений в адрон-адронных аимодействиях связан с возможностью изучения структуры адро-ов и динамики взаимодействия структурных составляющих адронов кварков и глюонов, имеющих ненулевой спин. Чтобы действитель-о понять структуру нуклонов необходимо также понять их спи-вую структуру, а именно, как составляющие кварки и глюоны разуют полный спин нуклона.

Основной вклад в изучение спиновой структуры протона дают сперименты по неупругому рассеянию лептонов на нуклонах. Экс-рименты с участием адронов также несут информацию о спиновой руктуре нуклонов, особенно в экспериментах, когда оба нуклона ляризованы. Интерес к исследованию спиновых явлений в адрон-ронных взаимодействиях связан не только с возможностью изуче-1Я структуры адронов, но и с возможностью исследования динами-взаимодействия структурных составляющих адронов - кварков и иоонов, имеющих ненулевой спин.

Можно процитировать высказывание Дж. Бьеркена о роли спи-вых явлений: "Polarization data has often been the graveyard of

fashionable theories. If theorists had their way, they might just bai such measurements altogether out of self-protection."1

Среди спиновых измерений односпиновые асимметрии при высо ких энергиях с участием нуклонов являются наиболее загадочны ми и интересными. Ненулевая односпиновая асимметрия указывав на несимметричное распределение образования продуктов распад относительно начального направления спина исследуемой частиц пучка или мишени.

Долгое время считалось, что в сильном взаимодействии уче спина частиц является несущественным усложнением в теории, спиновые эффекты в адронных взаимодействиях не превышают не скольких процентов. Однако первые же экспериментальные изме рения обнаружили большие величины односпиновой асимметрии поляризации гиперонов. В настоящее время активно развиваютс теоретические модели, в которых пытаются объяснить результа ты адронных поляризационных исследований. До сих пор, однак нет теоретической модели сильного взаимодействия, которая могл бы полностью объяснить все имеющиеся поляризационные результа ты, поэтому любые новые экспериментальные данные способствую' дальнейшему развитию теоретических моделей.

Экспериментальные исследования с поляризованными частицам ведутся в большинстве центров по физике высоких энергий. Измере ния проводятся в различных кинематических областях и дополняю друг друга. Первой экспериментальной задачей эксперимента LHC на Большом Адронном Коллайдере (БАК) будет исследование по ляризации Л-гиперонов.

Цель диссертационной работы

Целью данной работы является измерение односпиновой асимм трии Адг инклюзивного рождения 7г°-мезонов в различных кинемат ческих областях. Исследования проводились при энергиях 40-70 Гэ на установке ПРОЗА [1].

XJ.D. Bjorken, talk at NATO Advanced Research Workshop on QCD Har Hadronic Processes St. Croix, 1987.

Научная новизна и практическая ценность работы

При выполнении диссертационной работы были получены следующие новые результаты:

• Измерения инклюзивного рождения мезонов с использованием дейтериевой мишени являются единственными в мире.

• Измерения асимметрии нейтральных мезонов на пучке тт~-мезонов являются единственными.

• Впервые измерена асимметрия инклюзивного рождения т]-мезонов.

• Основной особенностью проведенных исследований является то, что впервые на одной установке проведены измерения в широком диапазоне кинематических переменных для разных сортов взаимодействующих частиц (протонный и пионный пучок, протонная и дейтериевая мишень), что позволяет исследовать зависимость эффектов от сорта частиц и кинематических параметров. В диссертацию вошли результаты, полученные на поляризованной мишени в следующих кинематических областях:

— в области фрагментации неполяризованного пучка [2,3]; обнаружена ненулевая асимметрия инклюзивного рождения частиц в области фрагментации неполяризованной частицы.

— в центральной области, то есть под углом 90° в системе центра масс [4]-[7]; впервые проведено сравнение асимметрии в тси взаимодействиях в одинаковых кинематических областях.

— в области фрагментации поляризованной мишени [8]-[12]; исследования в области фрагментации поляризованной мишени проведены впервые в мире.

в По результатам исследований рассмотрены общие особенности возникновения односпиновой асимметрии в экспериментах с фиксированной мишенью [13] и один из возможных механизмов возникновения асимметрии в рамках модели конституентных кварков [14].

Следующие результаты, полученные при проведении исследований, имеют практическую ценность:

• Развита методика вывода пучка из вакуумной камеры ускорителя с помощью изогнутого кристалла кремния. Для проведения исследований, входящих в состав диссертации, были проведены работы по получению стабильного пучка и измерению его характеристик [15,16].

• Разработан метод вычисления односпиновой асимметрии 7Г°-мезонов одно-плечевым спектрометром [8].

• Разработана методика восстановления 7-квантов под большими углами [17,18].

Полученные результаты указывают на важность проведения дальнейших исследований в области энергий ускорителя ИФВЭ.

Защищаемые положения

Следующие результаты выносятся на защиту:

• Односпиновая асимметрия в области фрагментации пучка в реакции 7Г~ + ¿^■ -> 7г° + X в области 0.7 < х? < 1.0 и 1.0 < рт < 1.8 ГэВ/с равна [13.6 ± 2.6 (стат.)±2.0 (сист.)]%.

• Односпиновая асимметрия в реакции р + —> тг° + X в центральной области (под углом 90° в системе центра масс) при энергии частиц пучка 70 ГэВ равна нулю во всем диапазоне измерений.

• Односпиновая асимметрии в реакции -к~ + с^ —» 7Г° + X в центральной области при импульсе частиц пучка 40 ГэВ/с достигает значения 40% и совпадает с асимметрией в реакции 7г~ + р^ —> 7г° + X в той же области.

• Односпиновая асимметрия А^ = (62 ± 22)% в реакции 7Г~ +

—> т] + X в центральной области при энергии пучка 40 ГэВ/с и рт > 2.2 ГэВ/с.

• Односпиновая асимметрия в реакции 7г~+р\ -> тг°+Х в области фрагментации поляризованной мишени равна (6.9 ±2.9)% при 40 ГэВ/с и < -0.3.

• Односпиновая асимметрия Ду — (6.2±1.5)% в реакции р+р\ —> 7г° + X в области фрагментации поляризованной мишени при энергии пучка 50 и 70 ГэВ.

• Получено указание на общие особенности возникновения од-носпиновой асимметрии в экспериментах на фиксированной мишени.

По результатам исследований сделаны следующие выводы:

• Асимметрия не зависит от типа поляризованной (протонная или дейтериевая) мишени.

• Асимметрия зависит от сорта падающих частиц, при этом для симметричной реакции (рр) асимметрия вне области фрагментации поляризованной частицы совпадает с нулем, тогда как для несимметричной (жр) системы асимметрия отличается от нуля во всех областях проведенных измерений.

• Величина асимметрии слабо зависит от энергии в широком диапазоне измерений (вплоть до л/s = 200 ГэВ). Таким образом, измерения при промежуточных энергиях очень важны и позволяют с хорошей точностью проводить исследования для различного сорта частиц.

сновные публикации и апробация работы

Результаты, приведенные в диссертации, опубликованы в работах 1]-[22], в журналах "Ядерная Физика", "Приборы и техника экспе-имента", "Физика элементарных частиц и атомного ядра", Physics etters В, Physical Review, Czech. Journal of Physics, трудах между-ародных конференций, препринтах ГНЦ ИФВЭ.

Результаты докладывались на международных конференциях и овещаниях по спиновым явлениям, сессии отделения физики РАН, очестерской конференции по физике высоких энергий.

Цикл работ, входящих в данную диссертацию, удостоен премии АН и издательского дома "МАИК/Интерпериодика" за лучшую убликацшо в издаваемых журналах.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и при ложений. Объем диссертации — 230 страниц, в том числе 132 рисунки 33 таблицы; библиография включает 226 наименований.

В Главе 1 дается определение односпиновой асимметрии, со держится краткий обзор экспериментальных исследований и обзо теоретических моделей.

В Главе 2 приводится описание основных элементов эксперимен тальной установки и методов измерения.

В Главе 3 представлены результаты измерений односпиново* асимметрии в реакции 7Г~ + (Ц —>■ 7Г° + X в области фрагментацщ пионного пучка.

В Главе 4 представлены результаты измерений односпиново асимметрии в центральной области в реакциях 7г~ + с^ —я-0 +. и 7Г~ + Р\{<Ц) —> V + X при импульсе частиц пучка 40 ГэВ/с и реакции р +• —>■ 7г° + X при энергии пучка 70 ГэВ.

В Главе 5 проводится исследование асимметрии 7г°-мезонов области фрагментации поляризованной протонной мишени на пучка 7г~-мезонов при 40 ГэВ и протонов при энергиях 50 и 70 ГэВ.

В Главе 6 изучаются общие закономерности результатов поля ризационных экспериментов на фиксированной мишени в диапазон от 13 до 200 ГэВ.

В заключении сформулированы основные результаты диссерта ции.

В приложениях приведены методы получения пучка, необходи мые для проведения исследований, необходимые экспериментальны методы, не являющиеся новыми, важная для проведения экспери ментальных исследований информация, которая не связана прям с измерением асимметрии, а также результаты (таблицы) други экспериментов, для которых проводился анализ общих особенносте" асимметрии инклюзивного рождения.

Основное содержание работы

В эксперименте измерялась односпиновая асимметрия Длг, определяемая как

, , ч 1 1 <*?(хр,рг)-<г?(хр,рт)

Ам{хр,Рт) = -5---т— • -57-Г"—д7-7' V1)

Р1агдеЬ < Сввф > а£ (хр, Рт) + (хр,РТ)

где Рьагдеь " поляризация мишени, ф - азимутальный угол между нормалью к плоскости, задаваемой осью пучка и направлением вылета тг°-мезона, и вектором поляризации мишени, а1* и - сечения образования я-0 - мезонов на водороде при противоположных направлениях вектора поляризации мишени.

Измерения проводились на 14-м канале ускорительного комплекса У70. При проведении исследований использовались три различные модификации экспериментальной установки ПРОЗА, которые использовали одинаковые принципы регистрации частиц и анало-ичные детекторы. На рис. 1 показана схема экспериментальной становки в сеансе 1996 года.

В физических измерениях использовались пучок отрицательных адронов с импульсом 40 ГэВ/с, пучок электронов для калибровки етектора с энергией от 5 до 27 ГэВ и пучок протонов с энергией О или 70 ГэВ. Изогнутый монокристалл использовался для вывода фотонного пучка непосредственно из вакуумной камеры ускорителя. Пучок отрицательных частиц состоял из тг~, ^"-мезонов и в пропорции 97.9 : 1.8 : 0.3%. Размер пучка на мишени

,ЕМС1

S1

-н-

beam

S2

+

HI

S3 -f

Н2 ■ .....

ЕМ С 2

.........|9.3°

ис. 1. Схема экспериментальной установки ПРОЗА в 1996 году. S1-S3 - сцин-тилляционные счетчики полного потока; Н1-Н2 - годоскопы; ЕМС1 и ЕМС2 - электромагнитные калориметры; target - поляризованная мишень.

ах ~ <jy ~ 3.5 мм. Угловая расходимость пучка ±2.5 мрад по горизонтали и вертикали.

В 1989 г. в целях расширения диапазона исследованных энергий до максимально возможного на ускорителе ИФВЭ энергии 70 ГэВ была впервые в мире реализована схема вывода первичных протонов из вакуумной камеры У-70 (ускорителя с жесткой фокусировкой) на действующую установку с помощью изогнутого монокристалла.

Интенсивность пучка протонов в сеансе 1996 года находилась в диапазоне (З-^б)-Ю6 протонов/сброс. Размер пучка (Ух — 4 мм по горизонтали, и сГу = 3 мм по вертикали. Угловые расходимости пучка соответственно 2 мрад и 1 мрад. Получение стабильного протонного пучка было одной из задач, которую необходимо было решить для проведения измерений. На рис. 2 приведено распределение среднего значения центра тяжести пучка за сброс за время измерений в сеансе 2005 г. Стабильность положения пучка на мишени составляет доли мм. Размер протонного пучка на мишени составил <тх — 2.7 мм по горизонтали, и ау ~ 3.7 мм по вертикали. Угловые расходимости пучка 2 мрад и 1 мрад соответственно. Для определения импульсного разрешения пучка были проведены специальные измерения [16]. На рис. 3 приведен импульсный спектр пучка протонов, ширина

z3000

2000

1000

-0.2 -ол о 0.1 0.2

х target mean, cm

Рис. 2. Средняя величина центра тяжести протонного пучка за сброс ускорителя на мишени.

Рис. 3. Импульсный спе протонного пучка.

которого А(р)/р = 0.17%. Дрейфовые камеры с координатным разрешением 135 микрон определяют разрешение трековой системы по импульсу с точностью 0.10%. Таким образом, собственно импульсный разброс пучка составляет 0.13%.

Для оценки фона использовались те же данные, что и при анализе импульсного разброса пучка. Даже считая, что в интервале энергий 48 — 49 ГэВ нет вклада от многократного рассеяния протонов на веществе камер, а все определяется фоновыми частицами, отношение фоновых событий к общему числу частиц в диапазоне импульсов 49.8 — 50.2 ГэВ не превышает 0.026%.

Пучковая аппаратура эксперимента состояла из триггерных счетчиков 81-33 для монпторирования потока частиц; пучковых годоско-пов Н1-Н2 для определения координат падающих на мишень заряженных частиц и пороговых черепковских счетчиков С1 — СЗ для идентификации частиц пучка.

В установке ПРОЗА использовалась поляризованная мишень замороженного типа с пропандиолом (С3ЩО2) в качестве рабочего вещества, заключенном в тефлоновую ампулу диаметром 20 мм и длиной 200 мм. Поляризация мишени составляла 80%. Также использовалась "дейтериевая" (Сз-^Фг) мишень со средним значением векторной поляризации 35%. Набор статистики при одном знаке поляризации мишени продолжался в среднем около двух суток. Реверс поляризации мишени одновременно с ее накачкой занимал около четырех часов.

В качестве детекторов 7-квантов использовались счетчики из свинцового стекла. В физических сеансах использовалось от 144 до 720 счетчиков. Конструкция калориметра позволяла перемещать светоизолированпый корпус в горизонтальном и вертикальном направлениях поперек пучка для калибровки на электронном пучке. Энергетическое разрешение калориметра составляло <т(Е)/Е = 2.5% при энергии электронов 27 ГэВ.

Контроль за энергетической шкалой осуществлялся:

• мониторированием каждого счетчика электромагнитного детектора при помощи светодиода;

• мониторированием светодиода;

• дополнительной калибровкой на массу 7г°-мезона. с точностью 0.1% за 5 часов измерений.

Для регистрации энерговыделения в калориметре до 1995 г. использовались 10-битные аналого-цифровые преобразователи (АЦП), позднее 12-битные АЦП. Триггером нулевого уровня (60 не) на частицу пучка являлось совпадение сигналов с трех сцинтилляционных счетчиков 81-83 и срабатывание в каждой из плоскостей годоско-пов. Был разработан триггер первого уровня (350 не) на суммарное энерговыделение в калориметре.

Основными особенностями системы сбора данных были параллельное считывание информации во всех каркасах с регистрирующей электроникой; введение разравнивающих запоминающих устройств в каркасах на несколько событий; предварительная обработка информации до записи в запоминающее устройство (вычитание пьедесталов для АЦП); использование специального канала для передачи информации из модулей запоминающих устройств в ЭВМ со считыванием информации.

При обработке "в линию "проводилась проверка качества работы регистрирующей электроники, осуществлялся контроль за стабильностью энергетической шкалы и поведением пучка.

В Главе 3 представлены результаты измерений односпиновой асимметрии в реакции тг~ + (Ц —> 7Г° + X в области фрагментации неполяризованного пучка при импульсе 39.1 ГэВ/с. При восстановлении электромагнитных ливней в детекторе использовались следующие критерии:

• энерговыделение в центральном счетчике кластера должно превышать 100 МэВ;

• суммарная энергия одного ливня должна быть больше 1 ГэВ;

• форма ливня должна удовлетворять х2-критерию описания ее среднестатистической формой электромагнитного ливня.

Для нахождения азимутальной асимметрии 7г°-мезонов отбирались комбинации пар 7-квантов в интервале эффективных масс 90-170 МэВ/с2. Основным фоном при реконструкции 7г°-мезонов

являлись ливни от заряженных и нейтральных адронов, а также комбинаторный фон 7-квантов от разных 7г°-мезонов. Для подавления фона от заряженных адронов использовалась информация от пропорциональных камер. В результате фон под массовым спектром 7Г°-мезона уменьшился в 2.6 раза. Для уменьшения фона от нейтральных адронов проводился анализ формы поперечного развития ливня, что позволило уменьшить количество фоновых событий еще на 30%. Одновременное применение двух процедур позволило улучшить отношение сигнал/фон в 3.2 ± 0.2 раза. При этом величина сигнала над фоном уменьшилась на (12±1)%. На рис. 4 приведены массовые спектры до и после процедур подавления фона.

ис. 4. Спектр масс двух гамм-квантов: а) начальный; б) после удаления заряженных треков; в) после удаления нейтральных адронов.

Электромагнитный калориметр перекрывал полный азимутальный угол ф = тт. Измеренное значение предварительной величины асимметрии А^еаг(ф) получалось для нескольких значений угла согласно (1). В общем случае зависимость АЩеаз(ф) для установки, регистрирующей вторичные частицы во всем диапазоне азимутальных углов ф, фитировалась функцией

А%еа*{ф) = А0 + Ах-соз{ф),

(2)

где А^ - искомая асимметрия, а параметр Ао - ложная асимметри установки, связанная с геометрической несимметричностью установ ки и нестабильностью во времени параметров детекторов и поло жения пучка частиц на мишени. В нашем случае оказалось, чт ложная асимметрия установки мала, поэтому параметром Ао мож но пренебречь (ложная асимметрия в интервале 0.7 < жр < 1.0 рх > 1.2 ГэВ/с равна 0.22±0.67%). Систематическая ошибка (с уче том поляризации мишени и фактора разбавления) не превышала 2% Для получения окончательного значения асимметрии в соответ ствии с формулой (1) необходимо было определить фактор разба вления мишени, для чего были проведены специальные измерени с использованием углеродной и "пустой" мишени. Для дейтериево мишени фактор разбавления находился в диапазоне от 2.5 до 5 1 убывал с ростом х-р.

^50

5 С

а)

.

0.2 0.4 0.6

. . . . . Ь)

0.2 0.4 0.6

Рис. 5. Асимметрия в реакциях тт~ + с^ -» 7г° + X(черные точки) и К~ —> 7Г° + X (красные треугольники) в зависимости от х? дл двух интервалов поперечных импульсов: р?г < 0.4 (ГэВ/с)2 (а) 0.4 <р\< 1.2 (ГэВ/с)2 (Ъ).

Рис. 6. Зависимость односшшовой асимметрии от поперечного импулься при рт > 1.0 ГэВ/с в реакции л~ + с^ —> 7г° + X (черные точки) в области 0.7 < хр < 1.0. Звездочками показаны суммарные результаты измерений асимметрии при малых поперечных импульсах на протонной и дейтериевой мишенях.

На первом этапе были проведены измерения в области малых поперечных импульсов в области 0.3 < хр < 0.9 и р^ < 1.2 (ГэВ/с)2 (см. рис. 5). На втором этапе А^ была измерена в области 0.6 < хр < 1.0 и 1.0 < рт < 1-8 ГэВ/с. Зависимость асимметрии от поперечного импульса рт приведена на рис. 6. А^ = (13.6 ± 2.6)% в области х-р > 0.7 и рт > 1-0 ГэВ/с.

Обнаружение ненулевой асимметрии достаточно неожиданно, так как логично предположить, что асимметрия в области фрагментации деполяризованной частицы близка к нулю. Подобное поведение асимметрии подтверждается результатами сотрудничества СТАР в области фрагментации неполяризованной частицы при значениях переменной Фейнмана —0.6 < хр < —0.2 на коллайдере ШПС.

С другой стороны, в данном эксперименте измерения проводятся на границе фазового объема, т.е. при условиях, аналогичных эксклюзивным реакциям, где были обнаружены значительные эффекты. Величина измеренной асимметрии совместима с результатами измерения асимметрии в области фрагментации поляризованного пучка при тех же значениях переменных хр и рт-

В Главе 4 представлены результаты измерений односпиновой асимметрии в реакции 7Г_ + <Ц- —У 7г°(г/) + X в центральной области при 40 ГэВ. Для вычисления асимметрии использовались только события с двумя восстановленными 7-квантами. Следующие критерии использовались для отбора "хороших" событий:

• энергия пары 7-квантов находилась в интервале 5 — 15 ГэВ;

• эффективная масса пары 7-квантов находилась в диапазоне 70 -г 220 МэВ/с2 для 7г°-мезона и в диапазоне 480-^660 МэВ/с2 для ?7-мезона. Массовый спектр пары 7-квантов показан на рис. 7. Фон под массовым пиком 7г°-мезона зависел от поперечного импульса рх и возрастал от 10% при рт = 1.8 ГэВ/с до 20% при рт = 3.0 ГэВ/с. Фон под массовым пиком ^-мезона был » 50%;

• пары 7-квантов отбирались по углу разлета (по асимметрии энергии Ае = \Е\ — Е2\/(Е1 + Е2), Е\, Е2 - энергии 7-квантов) так что, Ае < 0.8 для 7г°-мезона и А^ < 0.6 для ?7-мезона.

Для получения окончательного значения асимметрии согласно формуле (1) был определен фактор разбавления мишени в специальных измерениях на углеродной и на "пустой" мишени (см. рис.7).

Результаты измерений асимметрии Ан в реакции тх°+Х

приведены в табл. 1 и на рис. 8. При рт > 2.2 ГэВ/с асимметрия велика и достигает 40%.

Асимметрия в реакции тт~ —т] + X при рт > 2.2 ГэВ/с

достигает 60% (см. табл. 1 и рис. 9) и не зависит от типа мишени.

N»10*

!

1

£ 1

4

0 200 400 600 8001000

ш2у МеУ/с2

||.

,+н 1 >

-*-

3 4

рт, веУ/с

Рис. 7. Эффективные спектры масс пары 7-квантов в области масс 7Г°- и //мезона (слева). Справа зависимость фактора разбавления Т) водородной (пустые кружки) и дейтериевой (заполненные квадраты) мишеней в зависимости от поперечного импульса рт.

рт, ГэВ/с < , % , % Ат£™ (фон) , %

1.6 - 1.8 -3±4 -9 ±8 -0.5 ±0.6

1.8 - 2.0 2.0 - 2.2 14 ±6 13 ±9 5 ±10 -0.6 ±0.7 0.8 ±1.0

2.2 - 2.4 2.4 - 2.6 2.6 - 3.2 24 ±15 47 ±27 100 ±31 62 ±22 -0.1 ±1.0 0.65 ±1.4

Ложная асимметрия при всех значениях поперечного импульса была сравнима с нулем. Так, = (0.04±0.4)% при рт > 1.8 ГэВ/с

и 220 < т27 < 460 (МэВ/с2) (См. рис 10).

Поведение асимметрии 7г°-мезопов в изучаемой реакции и в реакции тг~ —> тг° + X совпадает. Так, асимметрия при рт > 2.2 ГэВ/с равна (40 ±12)% для реакции + —7Г°+Х и (39 ±9)% для реакции 7г~ 7Г° + X. Суммарное взвешенное значение асимметрии А]\т для двух реакций при рт > 2.2 ГэВ/с равно (39 ± 7)%.

+

....

12 3 4

рт, СгсУ/с

Рис. 8. Зависимость асимметрии Ан в реакции тг- + —> 7Г° + X от поперечного импульса рт при х-р и 0..

"5

. , Зг

р', СеУ/с

Рис. 9. Зависимость асимметрии Ам в реакциях 7г_+р-1- —» т]+Х (черные треугольники) и —> 1] + X (синие кружки).

Рис. 10. Слева: асимметрия пар 7-квантов в диапазоне масс 220 < тг7 < 460 (МэВ/с2). Справа: асимметрия пар 7-квантов в зависимости от их массы при 1.8 < рт < 3.2 (ГэВ/с) в области масс тг° и г]-мезонов и между ними.

Было сделано несколько попыток объяснить возникновение асимметрии в данной области. Предсказания моделей Трошина-Тюрипа и Рыскина хорошо описывают данные. В моделях Коллинза и Сивер-са ожидаются малые величины асимметрии. Асимметрия в модели высших твистов убывает с ростом поперечного импульса.

1.4<рт<1.6 2.0<рт<2.2 2.6<рг<2.8

О 0.2 0.4 О 0.2 0.4 О 0.2 0.4

О 0.2 0.4 О 0.2 0.4 О 0.2 0.4

т^, СеУ

Рис. 11. Массовые спектры для ЕМС1 (а — с) и ЕМС2 — /) для разных интервалов поперечных импульсов рт-

В этой же главе представлены результаты измерения асимметрии в реакции р+р\ —> тг°+Х в центральной области при энергии 70 ГэВ. Чтобы восстановить тг°-мезоны при энергиях больше 10 ГэВ был использован специальный алгоритм восстановления ливней, основанный на выделении электромагнитного ливня по известной форме. Данный алгоритм позволял разделять перекрывающиеся ливни даже в том случае, если расстояние между ними не превышало один счетчик (см. рис. 11).

На рис. 12 показана асимметрия, просуммированная для двух калориметров. Во всем диапазоне измерений асимметрия совпадает с нулем. Асимметрия инклюзивного рождения 7г°-мезонов в рр взаимодействии в центральной области ранее измерялась в двух экспериментах (при 24 и 200 ГэВ - см. на том же рисунке). Таким образом, если существует зависимость величины асимметрии от энергии, то измерения с целью поиска ненулевой асимметрии следует проводить при энергиях между 24 и 70 ГэВ.

С другой стороны, при 40 ГэВ в реакции тт~ + р^ -» я-0 + X в той же области асимметрия велика, что указывает на зависимость асимметрии от сорта взаимодействующих частиц. Мы должны предположить значительный вклад взаимодействия валентных кварков в рождение 7Г°-мезонов. Если рассматривать вклад в асимметрию взаимодействия валентных кварков, то в ^^-взаимодействии из-за

t*

<fioo 50

о)

•This Е ¡periment

- H«Ht<nt ---

100

50

f 1 b) !

°2» GeV(C; ■ 2^)0 GeV (F RN) NAL

1 г, п i........

рт, GeV/c

3 4

рт, GeV/c

Рис. 12. а) Зависимость суммарной асимметрии Ан от поперечного импульса.

Ь) Асимметрия при 24 ГэВ (ЦЕРН) и 200 ГэВ (Е704) в центральной области; кривая показывает расчеты Ансельмино для 200 ГэВ и х? — 0.

противоположных по знаку значений поляризации и- и ¿¿-кварков в протоне и перемешивания каналов из поляризованного и неполяризо-ванного протона происходит сокращение асимметрии. В случае взаимодействия большая асимметрия может возникнуть при образовании 7г°-мезона из валентных ы-кварка от падающего тт~ мезона и и-кварка из поляризованного протона, тогда как вклад валентного (¿-кварка из протона в данном случае существенно подавлен.

Глава 5 посвящена измерениям в области фрагментации поляризованной мишени. Калориметр находился на расстоянии 2.3 м от мишени под углом 40° в лаб. системе. При анализе отбирались 7 -кванты с энергией от 0.5 до 3.5 ГэВ. Регистрация гамма-квантов в этой области была затруднена двумя факторами - низкая энергия частиц и большой угол падения частиц на детектор. Были проведены специальные исследования, позволившие правильно восстановить параметры гамма-квантов.

На рис.13 показан массовый спектр пары гамма-квантов, ширина которого сгт составляет 17 МэВ/с2. На этом же рисунке показана

* —_

-0.5 -0.4 -03 -02 -0.1

Рис. 13. Слева распределения 27-событий в зависимости от их массы М77 при трех значениях хР: - 0.225, - 0.275 и - 0.325. Справа зависимость массы 7г°-мезона от хр. Кружочками (верхний набор данных) показан результат восстановления массы 7г°-мезонов после введения всех необходимых функций коррекции, квадратами (средний набор) - без учета угловой зависимости (учтены потери энергии), треугольники — данные без введения поправок.

зависимость массы от переменной Фейнмана. Поправки к энергии ливня, полученные при моделировании, и уточнение координаты частиц позволили правильно восстановить энергию и массу 7г°-мезона.

При измерении А^ может возникнуть дополнительная аппаратурная асимметрия, связанная с дрейфом электроники триггера, просчетами мониторных счетчиков либо другими причинами. Измеренная асимметрия является суммой реальной асимметрии А^ и аппаратурной асимметрии. Для того, чтобы избавиться от этого систематического сдвига асимметрии, был разработан метод, основанный на допущении, что асимметрия фона равна нулю. Для проверки сходимости метода были проведены специальные исследования - асимметрия фитировалась различными функциями и в разных интервалах. Результаты одного из исследований приведены в таблице 2. Даже при двукратной ошибке в определении мониторных счетов при одном знаке поляризации мишени, вычисленное значение асимметрии мало искажается.

Таблица 2. Зависимость асимметрии от способа с цитирования.

Метод фитирования

Стандартный метод, фитирование в диапазоне масс 75-400 МэВ/с2, ширина бина фитирования 5 МэВ/с2 -(0.83 ±0.28)

Ширина бина фитирования 10 МэВ/с2 -(0.81 ±0.35)

Ширина бина фитирования 15 МэВ/с2 -(0.76 ±0.43)

Сдвиг асимметрии -10% (монитор 2 умножен на 1.2) -(0.83 ± 0.29)

Сдвиг асимметрии -35% (монитор 2 умножен на 2.0) -(0.75 ±0.30)

Сдвиг асимметрии 35% (монитор 2 умножен на 0.5) -(0.73 ± 0.29)

Результаты измерения асимметрии в реакции 7Г~ + р\ —> 7г° + X представлены на рис. 14. Асимметрия в области —0.8 < жр < —0.4 составляет (13.8 ± 3.8)%, при этом А&г = 6.9 ± 2.9% в области —0.6 < хр < —0.3. Ошибки определения фактора разбавления И и поляризации мишени, которые составляют около 10%, не учитывались. При —0.4 < хр < —0.1 асимметрия сравнима с нулем.

В этой же главе диссертации представлены результаты измерения Ам в реакции р + р^ -> тг° + X при энергиях пучка 50 и 70 ГэВ.

---.^--п------Т-' -И. . . , , --------

-*р

Рис.14. Асимметрия Лдг в реакции тт-рх тг°Х при 40 ГэВ.

.............1

.... *1г1 .... —

| | .... | .... | 0.1 0.2 0.3 0.4

-х„

Рис. 15. Асимметрия А^ в реакции Р+Рг -» 7г°+Х при 70 ГэВ.

При энергии пучка 70 ГэВ (см. рис. 15) асимметрия составляет (2.5 ± 2.0)% в области -0.2 < хР < -0.1 (< рт >~ 1.1 ГэВ/с) и (10.6 ± 3.2)% при -0.4 <х¥< -0.2 (< рт >« 1.7 ГэВ/с).

При энергии протонного пучка 50 ГэВ асимметрия была измерена в области —0.6 < жр < -0.1 и 0.7 < рт < 2.0 ГэВ/с. Результаты измерения асимметрии в сеансах 2005 и 2007 гг. приведены на рис. 16. Асимметрия в области —0.6 < жр < —0.25 и 0.7 < рт < 2.0 ГэВ/с составляет (6.2 ±1.5)%. Данный результат совпадает с результатами измерений в реакции тг~ -» тг°+Х (6.9±2.8%) и с данными эксперимента Е-704 в области фрагментации поляризованного протонного пучка (6.3 ±0.7%) (см. рис. 17).

! 20

10

•. . . 1 . . , 1 . . .

0.2

0.4

0.6

0.8

20 10 О

0.2

0.4

0.6 0.8

ХР(ро»

Рис. 16. Суммарная асимметрия в реакции р + ->■ ж0 + X при 50 ГэВ по сеансам 2005-2007 гг.

Рис. 17. Ам для трех различных реакций: р + —> ■к0 + X — черные точки; данные Е-704 при 200 ГэВ — красные квадраты; + р^ —> тг° + X при 40 ГэВ — синие треугольники.

В области фрагментации поляризованного протона, в отличие от центральной области, асимметрия инклюзивного образования 7г°-мезона одинакова в п~р и _рр-взаимодействиях. Величина асимметрии также слабо зависит от энергии пучка.

Полученные в области фрагментации поляризованной мишени результаты не противоречит теоретическим моделям, описывающим спиновые эффекты в /^-¡--взаимодействиях.

Из сравнения с измерениями асимметрии под 90° в системе центра масс, следует, что абсолютное значение асимметрии в реакции 7г~ + р^ —> 7г° + X при 40 ГэВ начинает возрастать при одном и том же значении импульса 7г°-мезона в системе центра масс ро = 1.7±0.15 ГэВ/с для двух различных кинематических областей. Отрыв А ¿у от нуля в реакции р + р^ —>• тг° + X наблюдается при энергии 7Г°-мезона в системе центра масс около 1.5 ГэВ.

200(beam) 200(beam) 200(beam) 22(beam) 200(beam) 200(beam) 70(targ) 50(targ) 24(cent) 40(targ) 40(cent) 200(beam) 40(cent) 22(beam) 18.5(cent) 13.3(cent)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

E0 (cms), GeV

Рис. 18. Точки "отрыва"асимметрии для разных экспериментов, cení-эксперименты в центральной области (при Xf ~ 0), targ -в области фрагментации мишени, beam -в области фрагментации пучка.

Wi^ij

-f pfffp-f-^TTf+X

I —

¡ -4 Pi -tfp tí"&X j

j p t-f p л: +X

-u— j

-Л-

P + Pt f>'7t°+sX

-If-

Pf—Pn+X

-p-f->7r +X'

I I I I I I I I I I r I I ¿

. I > . . . I . . . ■.......

Глава 6 посвящена поиску общих закономерностей. Как отмечено ранее, в реакции 7г~+р| —> 7Г° + Х было обнаружено, что асимметрия начинает возрастать при значении Е%тз ~ 1.7 ГэВ. Выли проанализированы данные экспериментов на фиксированной мишени в интервале энергий 13-200 ГэВ. Установлено, что асимметрия начинает возрастать при одном и том же значении Е®тв ~ 1.5 -т- 2. ГэВ. Результаты приведены на рис. 18. Не анализировались эксперименты, в которых асимметрия равна нулю. Обнаруженная универсальность величины Е®т5 может указывать на существование универсальных подструктур в адронах — конституентных кварков. Концепция кон-ституентных кварков широко обсуждалась в начале кварковой эры, но только недавно получила возможное прямое экспериментальное подтверждение в лаборатории им. Джефферсона-.

Основные результаты диссертации

На установке ПРОЗА ускорителя У70 Института Физики Высоких Энергий проведено измерение односпиновой асимметрии инклюзивно рожденных 7г°-мезонов в различных кинематических областях. При этом проводились исследования с использованием различных видов пучков и различных мишеней. Эксперимент ПРОЗА является первым экспериментом, в котором односпиновая асимметрия измерена в трех различных кинематических областях:

• области фрагментации неполяризованной частицы (пучка);

• центральной области;

• области фрагментации поляризованной частицы (мишени).

В этих трех областях получены следующие экспериментальные результаты:

1. Проведено измерение односпиновой асимметрии А}у в области фрагментации неполяризованного пучка в реакции —> тт°Х.

• При малых значения поперечного импульса рт <1.0 ГэВ/с асимметрия совпадает с нулем.

• В области 0.7 < х? < 1.0 и 1.0 < Рт < 1-8 ГэВ/с асимметрия равна [13.6±2.6(стат)±2.0(сист)]%, то есть (без учета систематической ошибки) отличается от нуля на « 5а.

• Наличие асимметрии в области фрагментации неполяри-зованной частицы не объясняется существующими теоретическими моделями. В рамках двухреджеонного обмена можно было бы ожидать большое значение асимметрии только в области малых поперечных импульсов. В дальнейшем асимметрия должна была бы падать с ростом рт-

• Полученное значение асимметрии согласуется с результатами измерений в области фрагментации поляризованного протонного пучка в инклюзивном рождении 7г°-мезонов.

• Асимметрия совместима с величиной поляризации в реакции 7Г~ + р^ —> 7г° + п в той же области переданных импульсов.

2. Измерена односпиновая асимметрия Лдг в центральной области.

• Асимметрия в реакции -Ь —> тс0 + X при энергии пучка 40 ГэВ и рт <1.6 равна нулю.

• В этой же реакции Адг = (40 ± 12)% при рт > 2.2 ГэВ/с . Асимметрия совпадает с данными измерений на протонной мишени. Суммарное значение асимметрии равно (39±7)%. Асимметрия начинает возрастать при р® = 1.67 ±0.15.

• Асимметрия инклюзивного рождения ^-мезонов при энергии пионного пучка 40 ГэВ при рт > 2.2 ГэВ/с равна (62±22)%. Впервые получено указание, что асимметрия г)-мезонов больше по величине, чем асимметрия 7г°-мезонов.

• Асимметрия комбинаторной пары 7-квантов в области масс между массами 7Г°- и 77-мезонов совместима с нулем.

• Асимметрия в реакции р + Р\ —> 7г° + X при 70 ГэВ в области 1.0 < рт < 3.0 ГэВ/с равна нулю, что хорошо согласуется с результатами Е704 при 200 ГэВ и отличается от результатов, полученных при 24 ГэВ в ЦЕРН.

Теоретические предсказания не противоречат полученным результатам в данной реакции.

3. Впервые измерена асимметрия в инклюзивной реакции в области фрагментации поляризованной мишени:

• Лдг в реакции 7г~ -Ь ^ я-0 + X равна (13.8 ± 3.8)% при —0.8 < жр < —0.4 и рт в диапазоне от 1 до 2 ГэВ/с; при —0.4 < хр < —0.1 ГэВ/с и рт в диапазоне от 0.5 — 1.5 ГэВ/с асимметрия сравнима с нулем. Полученный результат в области [жр| > 0.4 совместим с измерениями во ФНАЛ (Е704, 200 ГэВ) и БНЛ (20 ТэВ в системе покоя мишени) в области фрагментации поляризованного протонного пучка.

• Односпиновая асимметрия в реакции р + р-р 7г° + X при энергии пучка 70 ГэВ и 0.9 < рт < 2.5 ГэВ/с равна нулю в пределах ошибок при —0.2 < хр < —0.1 и составляет (10.6 ± 3.2)% в области -0.4 < хР < -0.2.

• Односпиновая асимметрия в реакции р 4- р\ —> 7Г° + X при 50 ГэВ в области -0.6 < жР < -0.25 и 0.7 < Рт < 2.0 ГэВ/с составляет (6.2±1.5)%, что совместимо с результатами измерений в реакции 7г~ + р? —> 7Г° + X (6.9 ± 2.8%) при 40 ГэВ и с данными эксперимента Е-704 в области фрагментации поляризованного протонного пучка (6.3 ± 0.7%) при 200 ГэВ.

• В экспериментах с фиксированной мишенью экспериментально установлено, что асимметрия возникает в области фрагментации поляризованного протона и не зависит от того, является ли этот протон пучковой частицей, или частицей мишени. Таким образом, инклюзивное рождение 7г°-мезона в области фрагментации поляризованного протона является новой реакцией для поляриметрии с установленной экспериментально анализирующей способностью ~ (10 -15)%.

• В области фрагментации поляризованного протона, в отличие от центральной области, асимметрия инклюзивного образования 7г°-мезона в пределах точности измерений

одинакова в п~р и рр-взаимодействиях. Величина асимметрии слабо зависит от энергии пучка.

• Из сравнения с измерениями асимметрии под 90° в системе центра масс, следует, что абсолютное значение асимметрии в реакции 7Г~ + р^ —тг° + X при 40 ГэВ начинает возрастать при одном и том же значении импульса 7г°-мезона в системе центра масс ро = 1.7 ± 0.15 ГэВ/с для двух различных кинематических областей. Отрыв Ам от нуля в реакции р + р^ —> тг° + X наблюдается при энергии 7г°-мезона в системе центра масс рр- в з а им од ей ст в и я около 1.5 ГэВ при 70 ГэВ и при 1.3 ± 0.2 ГэВ при 50 ГэВ.

• Полученный результат описывается различными теоретическими моделями.

Из совокупности всех проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы:

• Сравнивая результаты в реакциях тг~ + р-\ > тг° + X и тт~ + (!■[ —У 7Г° + X можно заметить, что асимметрия не зависит от изотопического спина в начальном состоянии.

• Сравнивая результаты в рр^ и тгвзаимодействиях в центральной области, можно сделать вывод, что асимметрия зависит от сорта частиц в начальном состоянии. Иначе следует предположить значительное изменение динамики взаимодействия при изменении энергии пучка от 40 до 70 ГэВ.

• Большое значение асимметрии в реакции 7Г~ + (Ц- 7Г° + X может указывать на значительный вклад валентных кварков в инклюзивное рождение 7Г°-мезонов.

• Сравнивая результаты измерений асимметрии в различных экспериментах отмечено, что асимметрия начинает возрастать при одной энергии вторичной частицы в системе центра масс в диапазоне 1.5 — 2.0 ГэВ/с. Данный универсальный порог может служить указанием на наличие конституентных кварков.

• Проведенные исследования указывают, что асимметрия слабо зависит от энергии. В таком случае, эксперименты при энергиях ускорителя У-70 становятся уникальными, так как дают воз-

можность проводить исследования поляризационных эффектов в широком кинематическом диапазоне и для большого класса реакций, что особо важно для дискриминации моделей. Эту задачу может решить подготавливаемый эксперимент нового поколения СПАСЧАРМ. Следует отметить, что особенно ценными стали бы исследования с использованием поляризованного протонного пучка.

Сравнивая результаты экспериментов с существующими теоретическими подходами можно отметить, что наиболее полно отражают существующие экспериментальные данные модели с использованием орбитального момента кварков и эффективного цветового поля, тогда как модели на основе механизмов Сиверса, Коллинза и высших твистов хорошо объясняют результаты только в области фрагментации поляризованной частицы.

При подготовке и выполнении экспериментальных исследований был выполнен значительный объем методических исследований:

• Впервые в мире проведены экспериментальные исследования на пучке протонов, выведенном с помощью изогнутого монокристалла из ускорителя с жесткой фокусировкой. Проведены работы по получению стабильного протонного пучка и проведено измерение характеристик пучка.

• Подготовлен пакет программ для анализа данных "в линию" и "вне линии". При подготовке программного обеспечения разработаны методы:

- учета потерь при регистрации электромагнитных ливней низкой энергии;

- коррекция энергии и координаты при падении гамма-квантов на детектор под большими углами;

- получение односпиновой асимметрии в одноплечевом спектрометре при возможном "сдвиге" асимметрии.

В заключение автор хотел бы выразить благодарность руководству ИФВЭ за поддержку в проведении исследований; Ускорительному' отделению и Отделу пучков ИФВЭ за высокую эффективность работы У-70 и канала 14.

Соискатель благодарен за неоценимую помощь в подготовке и проведении измерений всему коллективу сотрудничества ПРОЗА. Особую признательность хотелось бы высказать проф. Нурушеву, благодаря которому получили развитие экспериментальные исследования спиновых эффектов в ИФВЭ. Успешное проведение данных исследований стало возможно только благодаря руководству экспериментом А.Н. Васильевым.

Работа выполнена в рамках контрактов с ГК "Росатом" при поддержке РФФИ (гранты 06-02-16919, 09-02-00198, 08-02-904550) и Агентства по науке и инновациям (контракт 02.740.11.0243).

Список литературы

[1] В.Д. Апокин, Н.И. Беликов, А.Н. Васильев, Ю.М. Гончаренко, O.A. Грачев, В.Н. Гришин, A.M. Давиденко, A.A. Деревщиков, Ю.А. Ильин, В.А. Кор-милицын, Ю.А. Матуленко, В.А. Медведев, Ю.М. Мельник, А.П. Мещанин, Н.Е. Михалин, В.В. Мочалов А.И. Мысник, С.Б. Нурушев, Д.И. ГГаталаха, А.Ф. Прудкогляд, B.JI. Рыков, Л.Ф. Соловьев, B.JI. Соловьянов, Ю.В. Хар-лов, В.Ю. Ходырев, Б.В. Чуйко, К.Е. Шестерманов, A.C. Якутии, Л.В. Алексеева, JI.B. Ногач, Н.С. Борисов, Э.И. Бунятова, Ю.М. Казарицов, Ю.Ф. Киселев, В.Г. Коломиед, М.Ю. Либург, В.Н. Матафонов, A.B. Неганов, B.C. Не-ганов, Ю.А. Плис, Ю.А. Усов, А.Н. Федоров, Установка ПРОЗА-М для исследования односпиновых асимметрий в инклюзивном образовании нейтральных мезонов на ускорительном комплексе ИФВЭ, ПТЭ N4, 23 (1998).

[2] В.Д. Апокин, О.В. Астафьев, Ю.Ш. Багатурия, Н.И. Беликов, Н.С. Борисов, Э.И. Бунятова, А.Н. Васильев, Л.Н. Глонти, O.A. Грачев, A.A. Деревщиков, Ю.В. Ермолин, Ю.М. Казаринов, М.Ю. Либург, В.Н. Матафонов, М.Ю. Матвеев, Ю.А. Матуленко, А.П. Мещанин, A.A. Морозов, В.В. Мочалов, А.И. Мысник, В.К. Мялицып, A.B. Неганов, C.B. Нурушев, А.И. Очерашви-ли, А.Ф. Прудкогляд, В.Л. Рыков, Т.М. Сахелашвили, Л.Ф. Соловьев, В.Л. Соловьянов, А.Н. Сытин, Ю.А. Усов, Б.А. Хачатуров, Б.В. Чуйко, Первые результаты по измерению азимутальной асимметрии рождения тг°-мезонов в области фрагментации пучка на поляризованных дейтронах, ЯФ 49, 164 (1989).

[3] В.В. Мочалов, Н.И. Беликов, Н.С. Борисов, А.Н. Васильев, A.A. Деревщиков, Ю.А. Матуленко, А.П. Мещанин, Н.Г. Минаев, A.B. Неганов, С.Б. Нурушев, А.Ф. Прудкогляд, Л.Ф. Соловьев, Ю.А. Усов, А.Н. Федоров, О.Н. Ще-велев ИЗМЕРЕНИЕ ОДНОСПИНОВОЙ АСИММЕТРИИ В РЕАКЦИИ 7T~dt тг°Х В ОБЛАСТИ ФРАГМЕНТАЦИИ ПУЧКА ПРИ

40 ГЭВ И рт ДО 2 ГэВ/с, Препринт ИФВЭ 2009-23, Принято к публикации в ЯФ.

[4] V.D. Apokin, Yu.I. Arestov, O.V. Astafev, N.I. Belikov, B.V. Chuiko, A.A. De-revshchikov, O.A. Grachov, Yu.A. Matulenko, A.P. Meshchanin, A.A. Morozov, V.V. Mochalov, A.I. Mysnik, S.B. Nurushev, D.I. Patalakha, A.F. Prudkoglyad, V.L. Eykov, L.F. Solovev, V.L. Solovyanov, A.N. Vasilev, N.S. Borisov, Yu.M. Kazarinov, B.A. Khachaturov, M.Yu. Liburg, V.N. Matafonov, A.B. Ne-ganov, Yu.A. Usov, Yu.Sh. Bagaturiya, L.N. Glonti, G.G. Macharashvili, A.I. Ocherashvili, T.M. Sakhelashvili (Tbilisi State U.), OBSERVATION OF SIGNIFICANT SPIN EFFECTS IN HARD COLLISIONS AT 40-GEV/C., Phys.Lett.B243:461-464,1990.

[5] M.S. Amaglobeli, Yu.Sh. Bagaturiya, L.N. Glonti, G.G. Macharashvili, A.I. Ocherashvili, T.M. Sakhelashvili, B.G. Chiladze (Tbilisi State U.), V.D. Apokin, Yu.I. Arestov, O.V. Astafev, N.I. Belikov, A.N. Vasilev, O.A. Grachov,

A.A. Derevshchikov, G.V. Zholobov, Yu.A. Matulenko, A.P. Meshchanin, N.G. Minaev, A.A. Morozov, V.V. Mochalov, A.I. Mysnik, S.B. Nurushev, D.I. Patalakha, A.F. Prudkoglyad, V.V. Rykalin, V.L. Rykov, L.F. Solovev, V.L. Solovyanov, V.Yu. Khodyrev, B.V. Chuiko (Serpukhov, IHEP), N.S. Borisov, Yu.M. Kazarinov, M.Yu. Liburg, V.N. Matafonov, A.B. Neganov, Yu.A. Usov,

B.A. Khachaturov (Dubha, JINR), MEASUREMENT OF THE SINGLESPIN ASYMMETRY IN INCLUSIVE PRODUCTION OF PIO AND ETA MESONS IN THE CENTRAL REGION AT MOMENTUM 40-GEV/C., Sov.J.Nucl.Phys.50:432-437,(1989) [ЯФ 50:695-704,(1989)].

[6] V.D. Apokin, Yu.I. Arestov, O.V. Astafev, N.I. Belikov, B.V. Chuiko, A.A. Derevshchikov, O.A. Grachov, Yu.A. Matulenko, A.P. Meshchanin, A.A. Morozov, V.V. Mochalov, A.I. Mysnik, S.B. Nurushev, D.I. Patalakha, A.F. Prudkoglyad, V.L. Rykov, L.F. Solovev, V.L. Solovyanov, A.N. Vasilev (Serpukhov, IHEP), N.S. Borisov, Yu.M. Kazarinov, B.A. Khachaturov, M.Yu. Liburg, V.N. Matafonov, A.B. Neganov, Yu.A. Usov (Dubna, JINR), Yu.Sh. Bagaturiya, L.N. Glonti, G.G. Macharashvili, A.I. Ocherashvili, T.M. Sakhelashvili (Tbilisi State U ), REVEALING OF ESSENTIAL SPIN EFFECTS IN HARD COLLISIONS AT 40-GEV., Proceedings SPIN-1988 in Minneapolis, vol. 1 149.

[7] A.H. Васильев, B.H. Гришин, A.M. Давиденко, A.A. Деревщиков, Ю.А. Мату-ленко, Ю.М. Мельник, А.П. Мещанин, В.В. Мочалов, Л.В. Ногач, С.Б. Ну-

рушев, П.А. Семенов, Л.Ф. Соловьев, В.Л. Соловьянов , В.Ю. Ходырев

К.Е. Шестерманов, А.Е. Якутии Н.С. Борисов, В.Н. Матафонов, А.Б. Нега-нов, Ю.А. Плис, Ю.А. Усов, А.Н. Федоров, А.А. Луханин, Поиск односпи-новой асимметрии в инклюзивном рождении 7Г° мезонов в центральной области при энергии протонов 70 ГэВ., ЯФ 67, 1512, (2004) [Physics of Atomic Nuclei, 67, 1487 (2004)].

[8] А.Н. Васильев, В.Н. Гришин, A.A. Деревщиков, В.И. Кравцов, Ю.А. Ма-туленко, В.А. Медведев, Ю.М. Мельник, А.П. Мещанин, Д.А. Морозов, В.В. Мочалов, JI.B. Ногач, С.Б. Нурушев, А.Ф .Прудкогляд, П.А. Семенов,

Л.Ф. Соловьев, В.Л. Соловьянов ,М.Н. Уханов, В.Ю. Ходырев, К.Е. Ше-стерманов, А.Е. Якутии, Н.С. Борисов, В.Н. Матафонов, А.Б. Неганов, Ю.А. Плис, Ю.А. Усов, А.Н. Федоров, A.A. Луханин, Измерение односпи-новой асимметрии при 40 ГэВ в инклюзивном рождении тг°-мезонов в области фрагментации поляризованной мишени., ЯФ 67, 1520 (2004) |Physics of Atomic Nuclei, 67, 1487 (2004)).

|9] А.Н. Васильев, В.Н. Гришин, A.A. Деревщиков, В.И. Кравцов, Ю.А. Ма-туленко, В.А. Медведев, Ю.М. Мелышк, А.П. Мещанин, Д.А. Морозов, В.В. Мочалов, А.И. Мысник, Л.В. Ногач, С.Б. Нурушев, А.Ф. Прудкогляд, П.А. Семенов, Л.Ф. Соловьев, В.Л. Соловьянов, М.Н. Уханов, Ю.В. Хардов, В.Ю. Ходырев, Б.В. Чуйко, К.Е. Шестерманов, А.Е. Якутии, Н.С. Борисов, В.Н. Матафонов, А.Б. Неганов, Ю.А. Плис, Ю.А. Усов, А.Н. Федоров, A.A. Луханин, Односпиновая асимметрия инклюзивного рождения рг°-мезонов в р + р^-взаимодействиях в области —0.4 < xf < —0.1 при энергии 70 ГэВ. ЯФ 68, 1852 (2005) [Physics of Atomic Nuclei, 68, 1790 (2005)].

[10] A.M. Davidenko, V.N. Grishin, V.Yu. Khodyrev, V.l. Kravtsov, Yu.A. Matulenko, V.A. Medvedev, Yu.M. Melnick, A.P. Meschanin, V.V. Mochalov, P.A. Morozov, L.V. Nogach, S.B. Nurushev, P.A. Semenov,

K.E. Shestermanov, V.L. Solovianov ,L.F. Soloviev, A.N. Vasiliev, A.E. Yakutin, N.S. Borisov, A.N. Fedorov, V.N. Matafonov, A.B. Neganov, Yu.A. Plis, Yu.A. Usov, A.A. Lukhanin, Recent Results from Protvino Polarized Experiment PROZA-M, S^Afl 35, 211 (2004) [Phys.Part.Nucl. 35, 211 (2004)].

[11] V.V Mochalov, A.N. Vasiliev, N.A. Bazhanov, N.I. Belikov, A.A. Belyaev, N.S. Borisov, V.N. Grishin, A.M. Davidenko, A.A. Derevschikov, V.G. Kolomiets, V.I. Kravtsov, A.B. Lazarev, A.A. Lukhanin, Y.A. Matulenko, Y.M. Melnik, A.P. Meschanin, N.G. Minaev, D.A. Morozov, A.B. Neganov, L.V. Nogach, S.B. Nurushev, Yu.A. Plisb, A.F. Prudkoglyad, A.V. Ryazantsev, P.A. Semenov, O.N. Shchevelev, L.F. Soloviev, Y.A. Usov, A.E. Yakutin, Spin physics program At IHEP-Protvino, AIP Conf.Proc.ll49:637-644,2009.

[12] V.V. Mochalov, A.N. Vasiliev, N.A. Bazhanov, N.I. Belikov, A.A. Belyaev, N.S. Borisov, A.M. Davidenko, A.A. Derevschikov, V.N. Grishin, A.B. Lazarev, A.A. Lukhanin, Yu.A. Matulenko, Yu.M. Melnik, A.P. Meschanin, N.G. Minaev, D.A. Morozov, A.B. Neganov, L.V. Nogach, S.B. Nurushev, Yu.A. Plis, A.F. Prudkoglyad, P.A. Semenov, L.F. Soloviev, O.N. Shchevelev, Yu.A. Usov, A.E. Yakutin, THE COMPLETION OF SINGLE-SPIN ASYMMETRY MEASUREMENTS AT THE PROZA SETUP, XIII Advanced Research Workshop on High Energy Spin Physics (DSPIN-09) Proc., 254 (2010).

[13] А.Н. Васильев, В.В. Мочалов, Общие особенности односпиновой асимметрии инклюзивного рождения тг-мезонов в экспериментах с фиксированной мишенью, ЯФ 67, 2193 (2004) [Physics of Atomic Nuclei, 67, 2169 (2004)j.

[14] V. Mochalov, S.Troshin, A.Vasiliev, Indication on the universal hadron substructure — constituent quarks. Phys.Rev.D69:077503,2004.

[15] А.П. Бугорский, А.Н. Васильев, B.H. Гришин, В.В. Мочалов, А.В. Минчеи-ко, П.А. Семенов, B.JI. Соловьянов, А.Г. Уфимцев, М.Н. Уханов, Ю.С. Федотов, 10.В. Харлов, Вывод протонного пучка 70 ГэВ на установку РАМПЭКС с помощью кристалла кремния, ПТЭ N1, 14 (2001) [Instrum.Exp.Tech.44, 1(2001)]

[16] В.В. Мочалов, А.Н. Васильев, А.В. Рязанцев, П.А. Семенов, Ю.М. Гонча-ренко, А.А. Деревщиков, А.С. Константинов, В.А. Маишеев, Ю.А. Матулен-ко, Ю.М. Мельник, А.В. Минченко, А.П. Мещанин, Д.А. Морозов, Л.Ф. Соловьев, А.Е. Якутии, Ю.А. Чесноков, Измерение импульсного разброса протонного пучка, выведенного из ускорителя "У-70 методом кана-лирования, Препринт ИФВЭ 2009-22, принято к публикации в ПТЭ.

[17] А.Н. Васильев, В.Н. Гришин, Ю.А. Матуленко, В.В. Мочалов, А.И. Павлинов, Л.Ф. Соловьев, В.Л. Соловьянов, Экспериментальное изучение угловой зависимости электромагнитного ливня, ПТЭ ?4, стр. 37 (1999).

[18] А.Н. Васильев, В.В. Мочалов, Л.Ф. Соловьев, Реконструкция координат наклонных ливней в электромагнитных калориметрах из свинцового стекла, ПТЭ N 4, 35 (2007) [Instrum.Exp.Tech. 50, 458 (2007)].

[19] V.D. Apokin, Yu.I. Arestov, O.V. Astafev, N.I. Belikov, B.V. Chuyko, A.A. Derev-shchikov, O.A. Grachev, V.Yu. Khodyrev, Yu.A. Matulenko, A.P. Meshchanin, N.G. Minaev, A.A. Morozov, V.V. Mochalov, A.I. Mysnik, S.B. Nurushev, D.I. Patalakha, A.F. Prudkoglyad, V.V. Rykalin, V.L. Rykov, L.F. Solovev, V.L. Solovyanov, A.N. Vasilev, G.V. Zholobov, N.S. Borisov, Yu.M. Kazaxinov, B.A. Khachaturov, M.Yu. Liburg, V.N. Matafonov, A.B. Neganov, Yu.A. Usov, N.S. Amaglobeli, Yu.Sh. Bagaturiya, B.G. Chiladze, L.N. Glonti, G.G. Macha-rashvili, A.I. Ocherashvili, T.M. Sakhelashvili, MEASUREMENT OF ONE-SPIN ASYMMETRIES IN INCLUSIVE тг° AND r, PRODUCTION AT 90° CMS IN THE REACTIONS 7r_pt тг°(т]) + X AT 40 GEV/C., Proc. 3rd Intern Workshop on High Energy Spin Physics, 163, Protvino, 1990.

[20] A.M. Davidenko, V.N. Grishin, V.Yu. Khodyrev, V.I. Kravtsov, Yu.A. Matulenko, V.A. Medvedev, Yu.M. Melnick, A.P. Meschanin, V.V. Mochalov, D.A. Morozov, L.V. Nogach, S.B. Nurushev, P.A. Semenov,

K.E. Shestermanov, V.L. Solovianov , L.F. Soloviev, A.N. Vasiliev,

A.E. Yakutin, N.S. Borisov, A.N. Fedorov, V.N. Matafonov, A.B. Neganov, Yu.A. Plis, Yu.A. Usov, A.A. Lukhanin, Single-Spin Asymmetry in Inclusive 7r° Production Measured at the Protvino 70 GeV Accelerator Presented

at "ADVANCED STUDIES INSTITUTE - SYMMETRIES AND SPIN"(SPIN-Praha-2003). Czech.J.Phys.54, B167 (2004).

[21] V.V. Mochalov, S.V. Ivanov, V.I. Garkusha, A.S. Gurevich, V.I. Kravtsov, O.P. Lebedev, N.I. Minaev, L.V. Nogach, S.B. Nurushev, A.N. Vasiliev, A.V. Otboev, Yu.M. Shatunov, D.K. Toporkov, A.S. Belov, Spin physics with light and heavy neutral mesons at Protvino, Czech.J.Phys.56, F151 (2006).

[22] V.V. Mochalov, A.M. Davidenko, A.A. Derevschikov, Y.M. Goncharenko, V.Y. Khodyrev, V.I. Kravtsov, Y.A. Matulenko, Y.M. Melnick, A.P. Meschanin, N.G. Minaev, D.A. Morozov, L.V. Nogach, S.B. Nurushev, L.F. Prudkoglyad, P.A. Semenov, L.F. Soloviev, A.N. Vasiliev, A.E. Yakutin, N.L. Bazhanov, N.S. Borisov, A.N. Fedorov, V.G. Koloimiets, A.B. Lazarev, A.B. Neganov, Y.A. Plis, O.N. Shchevelev, Y.A. Usov, Single spin asymmetries in inclusive pi0 production in p + pt and ir~ +p-f interactions at 40-70 GeV, *Moscow 2006, ICHEP*, 631-634 (2006).

Рукопись поступила 28 июня 2010 г.

Автореферат отпечатан с оригинала-макета, подготовленного автором. В.В. Мочалов

Исследование односпиновой асимметрии инклюзивного образования 7Г°-мезонов на ускорителе ИФВЭ.

Оригинал-макет подготовлен с помощью системы

Подписано к печати 02.07.2010. Формат 60 х 84/16.

Офсетная печать. Печ.л. 2,1. Уч.-изд.л. 1,65. Тираж 100. Заказ 28. Индекс 3649.

ГНЦ РФ Институт физики высоких энергий 142281, Протвино Московской обл.

Индекс 3649

АВТОРЕФЕРАТ 2010-9, И Ф В Э, 2010

Введение

1 Экспериментальные и теоретические исследования поляризационных эффектов в адронных взаимодействиях

1.1 Спинозависящие структурные функции нуклонов.

1.2 Экспериментальные результаты по исследованию односпиновой асимметрии Ду инклюзивных процессов.

1.2.1 Определение односпиновой асимметрии.

1.2.2 Экспериментальные результаты по односпиновой асимметрии

1.3 Теоретические модели, в которых сделана попытка объяснить возникновение односпиновой асимметрии.

2 Общая постановка экспериментов.

2.1 Организация вывода пучка.

2.1.1 Канал частиц.

2.1.2 Аппаратура регистрации частиц пучка.

2.1.3 Формирование пучка вторичных отрицательных частиц от внутренней мишени.

2.1.4 Формирование электронного пучка.

2.1.5 Вывод протонов с помощью изогнутого монокристалла.

2.1.6 Измерение импульсного разброса протонного пучка, выведенного из ускорителя У-70 методом каналирования.

2.2 Поляризованная мишень.

2.3 Электромагнитный калориметр.

2.4 Электронная аппаратура, триггер на поперечный импульс рт• •

2.5 Система сбора данных и обработка данных "в линию" и вне линии"

3 Исследование односпиновой асимметрии в области фрагментации неполяризованного пучка

3.1 Постановка эксперимента.

3.2 Измерения асимметрии при малых значениях рт.

3.3 Измерения асимметрии при промежуточных значениях рт

Понятие спина является фундаментальной характеристикой элементарных частиц наравне с ее массой и зарядом. Спин - это квантовомеханическая величина, не имеющая классического аналога. Впервые в 1925 году Паули предположил, что электрон имеет дополнительное квантовое число, которое может принимать только два значения. Позднее Уленбек и Гаудсмит развили это предположение и и назвали его спином. В течение тридцати лет после открытия спина его изучение проходило только в молекулярной и атомной физике. Введение спина позволило объяснить тонкую структуру атомных спектров и периодическую таблицу элементов, а позже эффект Штерна-Герлаха. Учет спиновых эффектов позволяет правильно описать электромагнитные процессы.

Спиновые явления являются типичным случаем, когда простота взаимодействий на малых расстояниях не запоминается наблюдаемыми на дальних расстояниях. Интерес к исследованию спиновых явлений в адрон-адронных взаимодействиях связан с возможностью изучения структуры адронов и динамики взаимодействия структурных составляющих адронов - кварков и глюонов, имеющих ненулевой спин.

Актуальность темы

В сильном взаимодействии учет спина частиц, как считалось, является несущественным усложнением в теории, а его вклад мал. Наивная картина понимания структуры адронов была полностью разрушена после того, как эксперименты по глубоко-неупругому рассеянию лептонов на поляризованных протонах выявили, что спин нуклона не является простой суммой спина кварков, что необходимо учитывать вклад глюонов и/или орбитального движения. Чтобы действительно понять структуру нуклонов необходимо понять их спиновую структуру, а именно, как составляющие кварки и глюоны образуют полный сгшн нуклона.

Основной вклад в изучение спиновой структуры протона дают эксперименты по неупругому рассеянию лептонов на нуклонах. Эксперименты с участием адронов также несут информацию о спиновой структуре нуклонов, особенно в экспериментах, когда оба нуклона поляризованы. Интерес к исследованию спиновых явлений в адрон-адроиных взаимодействиях связан не только с возможностью изучения структуры адронов, но и с возможностью исследования динамики взаимодействия структурных составляющих адронов - кварков и глюонов, имеющих ненулевой спин.

Среди спиновых измерений односпиновые асимметрии при высоких энергиях с участием нуклонов являются наиболее загадочными и интересными. Многие из них наблюдаемы и значительны по величиие, их причина связана с новыми и трудноуловимыми характеристиками партонной адронизации и/или функций распределения. Ненулевая односпиновая асимметрия указывает на несимметричное распределение образования продуктов распада относительно начального направления спина исследуемой частицы пучка или мишени. Уже в первых экспериментах с поляризованными частицами были обнаружены значительные асимметрии в упругих реакциях и реакциях перезарядки. Изучение поляризации гиперонов показало, что большое значение поляризации сохраняется при очень больших энергиях. Неслучайно, первой экспериментальной задачей эксперимента ЬНСЬ на Большом адронном кол-лайдере будет исследование поляризации А-гиперонов.

В последние десятилетия было проведено несколько экспериментов, в которых была обнаружена большая величина односпиновой асимметрии инклюзивного рождения 7г-мезонов. В настоящее время нет теоретической модели сильного взаимодействия, которая могла бы полностью объяснить все имеющиеся поляризационные результаты, поэтому любые новые экспериментальные данные способствуют дальнейшему развитию теоретических моделей.

Можно процитировать высказывание Дж. Бьеркена о роли спиновых явлений: "Polarization data has often been the graveyard of fashionable theories. If theorists had their way, they might just ban such measurements altogether out of self-protection."1

Экспериментальные исследования с поляризованными частицами в настоящее время ведутся в большинстве центров по физике высоких энергий. Измерения проводятся в различных кинематических областях и дополняют друг друга. Полученные результаты, в том числе составляющие основу данной диссертации, указывают, что спиновые эффекты слабо зависят по величине от энергии. Эксперименты по измерению односпиновой асимметрии проводились ранее при низких энергиях, в настоящее время большинство ад-ронных поляризационных экспериментов проводятся при высоких энергиях (y/s = 200 ГэВ).

Измерения на ускорителе ИФВЭ дополняют мировые данные в промежуточной области энергий и являются важной частью всей совокупности мировых данных.

Цель диссертационной работы

Целью данной работы является измерение односпиновой асимметрии An инклюзивного рождения 7г°-мезонов в различных кинематических областях. Исследования проводились при энергиях 40-70 ГэВ на установке ПРОЗА [1].

Проведены сравнение полученных результатов с имеющимися экспериментальными данными и теоретическими моделями, и поиск общих закономерностей.

1J.D. Bjorken, talk at NATO Advanced Research Workshop on QCD Hard Hadronic Processes St. Croix, 1987

Научная новизна и практическая ценность работы

При выполнении диссертационной работы были получены следующие новые результаты:

• Измерения инклюзивного рождения мезонов с использованием дейте-риевой мишени являются единственными в мире.

• Измерения асимметрии нейтральных мезонов на пучке 7г~-мезонов являются единственными.

• Впервые измерена асимметрия инклюзивного рождения 77-мезонов.

• Основной особенностью проведенных исследований является то, что впервые на одной установке проведены исследования в широком диапазоне кинематических переменных для разных сортов взаимодействующих частиц (протонный и пионный пучок, протонная и дейтериевая мишень), что позволяет исследовать зависимость эффектов от сорта частиц и кинематических параметров. В диссертацию вошли результаты, полученные на поляризованной мишени в следующих кинематических областях: в облает,и фрагментации неполяр изованного пучка [2, 3]; обнаружена ненулевая асимметрия инклюзивного рождения частиц в области фрагментации неполяризованной частицы. в центральной области, то есть под углом 90°в системе центра масс [4]-[7]; впервые проведено сравнение асимметрии в 7Г~Р| и рр взаимодействиях в одинаковых кинематических областях. в области фрагментации поляризованной мишени [8]-[12]; исследования в области фрагментации поляризованной мишени проведены впервые в мире.

• По результатам исследований рассмотрены общие особенности возникновения односпиновой асимметрии в экспериментах с фиксированной мишенью [13] и один из возможных механизмов возникновения асимметрии в рамках модели конституентных кварков [14].

Следующие результаты, полученные при проведении исследований, имеют практическую ценность:

• Развита методика вывода пучка из вакуумной камеры ускорителя с помощью изогнутого кристалла кремния. Для проведения исследований, входящих в состав диссертации, были проведены работы по получению стабильного пучка и измерению его характеристик [15, 16].

• Разработан метод вычисления односпиновой асимметрии 7Г°-мезонов од-ноплечевым спектрометром [8].

• Разработана методика восстановления 7-квантов под большими углами [17, 18].

Полученные результаты указывают на необходимость проводить дальнейшие исследования в области энергий ускорителя ИФВЭ. В настоящее время готовится экспериментальная установка по измерению асимметрии для широкого класса новых реакций.

Защищаемые положения

При выполнении данной работы были получены следующие результаты, которые выносятся на защиту:

• Односпиновая асимметрия в области фрагментации пучка в реакции ж~ 4-£¿1 —> 7Г°-ЬХ в области 0.7 < хр < 1.0 и 1.0 < Рт < 2.0 ГэВ/с равна [13.6 ±2.6 (стат.)±2.0 (сист.)]%.

• Односпиновая асимметрия в реакции р 4- —» 7Г° + X в центральной области (под углом 90° в системе центра масс) при энергии частиц пучка 70 ГэВ равна нулю во всем диапазоне измерений.

Односпиновая асимметрии в реакции 7г- + —7Г° + X в центральной области при импульсе частиц пучка 40 ГэВ/с достигает значения 40% и совпадает с асимметрией в реакции 7г~ —» 7Г°±Х в той же области.

Суммарная односпиновая асимметрии в реакции 7Г т] + X в центральной области при рт > 2.2 ГэВ/с и импульсе пучка 40 ГэВ/с равна (62 ± 22)% .

Односпиновая асимметрия в реакции 7—> 7Г° + Х в области фрагментации поляризованной мишени при 40 ГэВ/с равна (6.9 ±2.9)% при хР < -0.3.

Односпиновая асимметрия в реакции р Л-р^ —»7г° + X в области фрагментации поляризованной мишени при энергии пучка 50 и 70 ГэВ равна (6.2 ±1.5)%.

Получено указание на общие особенности возникновения односпиновой асимметрии в экспериментах на фиксированной мишени.

По результатам исследований сделаны следующие выводы:

Асимметрия не зависит от типа поляризованной (протонная или дейте-риевая) мишени.

Асимметрия зависит от сорта падающих частиц, при этом для симметричной реакции (рр) асимметрия вне области фрагментации поляризованной частицы совпадает с нулем, тогда как для несимметричной (пр) системы асимметрия отличается от нуля во всех областях проведенных измерений.

Величина асимметрии слабо зависит от энергии в широком диапазоне измерений (вплоть до у/Ъ — 200 ГэВ). Таким образом, измерения при промежуточных энергиях очень важны и позволяют с хорошей точностью проводить исследования для различного сорта частиц.

Все результаты получены на экспериментальной установке ПРОЗА [1] ускорительного комплекса У-70 ИФВЭ.

Основные публикации и апробация работы

Результаты, приведенные в диссертации, опубликованы в работах [1]-[22], в журналах "Ядерная Физика", "Приборы и техника эксперимента", "Физика элементарных частиц и атомного ядра", Physics Letters В, Physical Review, Czech. Journal of Physics, трудах международных конференций, препринтах ГНЦ ИФВЭ.

Результаты докладывались на международных конференциях и совещаниях по спиновым явлениям, сессии отделения физики РАН, Рочестерской конференции по физике высоких энергий.

Цикл работ, входящих в данную диссертацию, удостоен премии РАН и издательского дома "МАИК/Иптерпериодика" за лучшую публикацию в издаваемых журналах.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и приложений.

Выводы

Сформулируем основные результаты и выводы диссертации.

При решающем вкладе диссертанта на установке ПРОЗА ускорителя У70 Института Физики Высоких Энергий проведено измерение односпино-вой асимметрии инклюзивно рожденных 7г°-мезонов в различных кинематических областях. При этом проводились исследования с использованием различных видов пучков и различных мишеней. Эксперимент ПРОЗА является первым экспериментом, в котором односпиновая асимметрия измерена в трех различных кинематических областях: - 1

1. области фрагментации НЕполяризованной частицы (пучка);

2. центральной области;

3. области фрагментации поляризованной частицы (мишени).

В этих трех областях получены следующие экспериментальные результаты:

1. Проведено измерение односпиновой асимметрии Длг в области фрагментации неполяризованного пучка в реакции 7Т~ 4- —> 7Г° + X.

• При малых значения поперечного импульса рт < 1-0 ГэВ/с асимметрия в пределах ошибок совпадает с нулем во всем диапазоне измерений по хр.

• В в области 0.7 < хр < 1.0 и 1.0 < рт < 1-8 ГэВ/с асимметрия равна [13.6 ± 2.6(стат) ± 2.0(сист)]%, то есть (без учета систематической ошибки) отличается от нуля на

• Наличие асимметрии в области фрагментации неполяризованной частицы не объясняется существующими теоретическими моделями. Данный результат в области фрагментации неполяризованной частицы в рамках двухреджеонного обмена можно было бы ожидать только в области малых поперечных импульсов. В дальнейшем асимметрия должна была бы падать с ростом рт

• Полученное значение асимметрии по величине согласуется с результатами измерений в области фрагментации поляризованного протонного пучка в инклюзивном рождении 7г°-мезонов.

• Асимметрия также совместима с величиной поляризации в реакции 7г~ + Р] —> 7г° + п в той же области переданных импульсов.

2. Измерена одпоспиновая асимметрия АN в центральной области, то есть под углом 90°в системе центра масс при энергии пучка 40 ГэВ.

• Асимметрия в реакции 7Г~+—»7Г0Ч-Х велика и равна (40 ±12)%. при значении поперечного импульса рт > 2.2 ГэВ/с. Поведение асимметрии одинаково для двух реакций (при взаимодействии пи-онного пучка с протонной и дейтериевой мишенями). Таким образом, асимметрия не зависит от типа поляризованной мишени. Данный результат может указывать, на то, что поляризации и- и ¿-кварков в поляризованном протоне и дейтерии одинаковы. Суммарное значение'асимметрии Адг для реакций 7Г~ + р^ —> 7г° + X и 7Г~ + -> 7Г° + X при рт > 2.2 ГэВ/с равно (39 ± 7)%.

• При значениях поперечного импульса рт < 1.6 асимметрия сравнима с нулем. Если профитировать асимметрию (в зависимости от поперечного импульса) линейной функцией, то функция пересекает ось абсцисс при р^ = 1.67 ± 0.15.

• Асимметрия инклюзивного рождения 77-мезонов велика и достигает (62 ± 22)% при рт > 2.2 ГэВ/с. Впервые получено указание, что асимметрия 77-мезонов больше по величине, чем асимметрия 7г°-мезонов.

• Асимметрия комбинаторной пары 7-квантов в области масс между массами 7г°- и 77-мезонов совместима с нулем.

• Асимметрия в реакции р + р^ —> 7Г° + X при 70 ГэВ в области 1.0 < рт < 3.0 ГэВ/с равна нулю в пределах ошибок, что хорошо согласуется с результатами Е704 при 200 ГэВ и отличается от результатов, полученных при 24 ГэВ в ЦЕРН, где обнаружена значительная асимметрия. Таким образом, асимметрия в области энергий от 70 до 200 ГэВ действительно мала и не зависит от энергии. Если существует зависимость асимметрии от энергии, то это происходит при изменении энергии пучка от 24 до 70 ГэВ, что маловероятно. Предсказания теоретических моделей не противоречат полученным результатам в данной реакции.

3. Впервые измерена асимметрия в инклюзивной реакции в области« фрагментации поляризованной мишени:

• Измеренная асимметрия Ду в реакции 7г- + р^ —> 7Г° + X равна (13.8 ± 3.8)% при —0.8 < хр < —0.4 и рт в диапазоне от 1 до 2 ГэВ/с; при —0.4 < хр < —ОТ ГэВ/с и рт в диапазоне от 0.5 — 1.5 ГэВ/с асимметрия сравнима с нулем. Измеренная асимметрия в области \хр\ > 0.4 совместима в пределах ошибок с измерениями во ФНАЛ (Е704, 200 ГэВ) и БЫЛ (20 ТэВ'в системе покоя мишени) в области фрагментации поляризованного протонного пучка при тех же значениях |жр|.

• Односпиновая асимметрия инклюзивного рождения 7г°-мезонов в реакции р 4- р-\ —>7г° + X в кинематической области —0.4 < хр < —0.1 и 0.9 < рт < 2.5 ГэВ/с при энергии 70 ГэВ равна нулю в пределах ошибок при —0.2 < хр < —0.1, затем растет с уменьшением хр и составляет (10.6 ± 3.2)% в области —0.4 < жр < —0.2.

• Односпиновая асимметрия в реакции р + р<[ —> 7Г° + X при 50 ГэВ имеет сходное поведение с другими измерениями. Асимметрия в области —0.6 < хр < —0.25 и 0.7 < рт < 2.0 ГэВ/с составляет (6.2 ± 1.5)%. Данный результат совпадает с в той же кинематической области с результатами измерений в реакции 7Г+Р| —* 7т°-\-Х (6.9 ± 2.8%) и с данными эксперимента Е-704 в области фрагментации поляризованного протонного пучка (6.3 ± 0.7%). Тем самым в эксперименте с фиксированной мишенью экспериментально установлено, что асимметрия возникает в области фрагментации поляризованного протона и не зависит от того, является ли этот протон пучковой частицей, или частицей мишени. Таким образом, инклюзивное рождение 7г°-мезона в области фрагментации поляризованного протона является новой реакцией для поляримет-рии с установленной экспериментально анализирующей способностью - (10 - 15)%.

В области фрагментации поляризованного протона, в отличие от центральной области, асимметрия инклюзивного образования 7г°-мезона в пределах точности измерений одинакова в 7т~р и рр-взаимодействиях. Величина асимметрии не зависит также от энергии пучка при измерениях в области фрагментации поляризованного протона.

Из сравнения с измерениями асимметрии под 90° в системе центра масс, следует, что абсолютное значение асимметрии в реакции 7г~4-—> 7г° + X при 40 ГэВ начинает возрастать при одном и том же значении импульса 7г°-мезона в системе центра масс ро — 1.7 ± 0.15 ГэВ/с для двух различных кинематических областей. Отрыв Ам от нуля в реакции р + р^ —> 7г° + X наблюдается при энергии 7г°-мезона в системе центра масс рр-взаимодействия около 1.5 ГэВ при 70 ГэВ и при 1.3 ± 0.2 ГэВ при 50 ГэВ.

Полученный результат не противоречит теоретическим моделям, описывающим спиновые эффекты в /гр^-взаимодействиях.

Из совокупности всех проведенных экспериментов можно сделать' еле- - , ' ' ' * * . . , ' ' • '' дующие выводы: ., ■•'• • . • Сравнивая результаты в реакции р ~г Р] -> тг° Л' при 70 ГэВ и реакциях 7г —» 7г° + X (тг~ + •-> тг" -г Л") при 40 ГэВ в одной и той; же кинематической области (под углом 90°в системе центра масс), можно сделать вывод, что асимметрия; зависит от сорта взаимодействующих частиц. Иначе следует предположить^ значительное изменение динамики взаимодействия при изменении;энергии пучка от 40 до 70 ГэВ: Таким: образом, большое значение- асимметрии в реакции 7Г~ может указывать на значительный; вклад валентных; кварков; в инклюзивное рождение 7г°-мезонов при поперечньгх импульсах р?> 2.2 ГэВ/с и хр ~ 0. Если в />/;;-взапмодействии из-за противоположных по знаку поляризации и- и (/-кварков в протоне и перемешивания каналов из; . поляризованного и неполяризованного протона может происходить сокращение асимметрии^ то в случае к~р\ взаимодействия большая асимметрия; может возникнуть при; образовании 7г°-мезона из валентных й-кварка от падающего 7г~мезоиа и гг-кварка из поляризованного протона. тогда.как вклад валентного ¿¿-кварка из протона в данном случае •' • подавлен. :•; ' ;••"'• • ''".■■; " ■ ■ • : '' : .

• Из сравнения результатов измерений асимметрии в реакции-7г~ + 7г°+Ж (7г~-\-(1\>■ 7г°Ц-Х^ вщентральной областишод углом 90° в системе центра масс и в области фрагментации поляризованной мишени следует, что абсолютное значение асимметрии при 40 ГэВ начинает возрастать приодном итом<же значении импульса 7г°-мезона в системе центра масс ро = 1.7 ± 0.15 ГэВ/с для двух различных кинематических: областей. Чтобы понять; происхождение данного эффекта выполнен анализ существующих данных инклюзивного рождения 7г-мезонов. В результате данного анализа обнаружен экспериментальный факт, что в большинстве экспериментов асимметрия начинает возрастать при энергии вторичной частицы в системе центра масс в диапазоне 1.5 — 2.0 ГэВ/с. Это не зависит от начальной энергии пучка и угла вылета частицы. Данный универсальных порог может служить указанием на наличие конституентных кварков.

• Высказана гипотеза о возможной факторизации асимметрии 7г-мезонов от их энергии в системе центра масс.

• Проведенные исследования указывают, что асимметрия мало зависит от энергии. В таком случае, эксперименты при энергиях ускорителя У-70 становятся уникальными, так как дают возможность проводить исследования асимметрии в широком кинематическом диапазоне и большого класса реакций, что особо важно для дискриминации моделей. Подготавливаемый эксперимент нового поколения СПАСЧАРМ позволит исследовать многие реакции. Следует отметить, что особенно ценными стали бы исследования с использование поляризованного протонного пучка.

Сравнивая результаты экспериментов с существующими моделями можно отметить, что наиболее полно отражают существующие эксперименталь

I 1 ные данные модели, где большие эффекты объясняются орбитальным моментом кварков и модель эффективного цветового поля, тогда как модели на основе механизмов Сиверса, Коллинза и высших твистов хорошо объясняют результаты в области фрагментации поляризованной частицы.

При подготовке и выполнении экспериментальных исследований был выполнен значительный объем методических исследований:

• Впервые в мире проведены экспериментальные исследования на пучке протонов, выведенном с помощью изогнутого монокристалла из ускорителя с жесткой фокусировкой. Проведены работы по получению стабильного протонного пучка и проведено измерение его характеристик.

• Подготовлен пакет программ для анализа данных "в линию" и анализе набранных данных. При подготовке программного обеспечения разработаны методы: учета потерь при регистрации электромагнитных ливней низкой энергии; коррекция энергии и координаты при падении гамма-кванта на детектор под большими углами; метод получения односпиновой асимметрии в одноплечевом спектрометре при возможном "сдвиге" асимметрии.

Благодарности

В заключение автор хотел бы выразить руководству ИФВЭ за поддержку в проведении исследований; Ускорительному отделению и отделу Пучков ИФВЭ за высокую эффективность работы У-70 и канала 14.

Соискатель благодарен за неоценимую помощь в подготовке и проведении измерений коллективу сотрудничества ПРОЗА: Н.И. Беликову, А.Н. Васильеву, O.A. Грачеву, В.Н. Гришину, Ю.М. Гончаренко, A.M. Давиденко, A.A. Деревщикову, В.А. Кормилицыну, Ю.А. Матуленко, Ю.М. Мельнику,

A.П. Мещанину, Н.Е. Михалину, А.И. Мыснику, JI.B. Ногач, С.Б. Нурушеву, Д.И. Паталахе, А.Ф. Прудкогляду, П.А. Семенову, Л.Ф. Соловьеву, Ю.В. Хар-лову, В.Ю. Ходыреву, Б.В. Чуйко, А.Е. Якутину (ИФВЭ), Н.С. Борисову,

B.Г. Коломийцу, В.Н. Матафонову, А.Б. Неганову, Ю.А. Плису, Ю.А. Усову, А.Н. Федорову, Г.Г. Мачарашвили (ОИЯИ, Дубна), A.A. Луханину и A.A. Беляеву (ХФТИ, Харьков), а также безвременно ушедшим В.Д. Апо-кину, Ю.М. Казаринову и В.Л. Соловьянову, К.Шестерманову.

Автор хотел бы высказать особую признательность Ю.А. Матуленко, Л.В. Ногач, Л.Ф. Соловьеву и К.Е. Шестерманову за помощь в подготовке программ и обработке данных; А.П. Мещанину, Ю.М. Мельнику, Н.И. Беликову, А.Е.Якутину, Ю.М. Гончаренко, Н.Е. Михалину, В.А. Кормилицину за подготовку необходимой для исследовании аппаратуры; П.А. Семенову, обеспечившего работу электроники и системы сбора данных эксперимента.

Особую признательнность хотелось бы высказать проф. Нурушеву, благодаря которому получили развитие экспериментальные исследования спиновых эффектов в ИФВЭ. Успешное проведение данных исследований стало возможно только благодаря руководству экспериментом А.Н. Васильевым.

Автор благодарен В.В. Абрамову, М. Ансельмино, A.M. Зайцеву, В.В. Киселеву, Д. Коллинзу, А. Прокудину, М. Рыскину, С. Трошину за полезные обсуждения при проведении исследований и подготовке публикций.

Работа выполнена при рамках контрактов с ГК "Росатом" при поддержке РФФИ (гранты 06-02-16919, 09-02-00198, 08-02-90455) и Агентства по науке и инновациям (контракт 02.740.11.0243).

Заключение

В настоящее время существует много моделей, которые пытаются объяснить большие односпиновые асимметрии. Однако к недостаткам этих моделей можно отнести тот факт, что они, в основном, не предсказывают новые результаты, а пытаются объяснить уже имеющиеся экспериментальные данные. Во-многом, это объясняется сравнительно малым числом экспериментов. С этой точки зрения, результаты, полученные при выполнении данной диссертации важны уже просто для развития теоретических моделей.

Совокупность представляемых в диссертации результатов и данных из других экспериментов позволяет сделать некоторые выводы по поводу существующих теоретических моделей. Например, многообещающие расчеты в моделях с высшими твистами хорошо объясняют результаты в области фрагментации поляризованных протонов (эксперимент Е704), но в то же время предсказанные в рамках этой модели асимметрия в центральной области убывает с ростом поперечного импульса [134], что противоречит существующим экспериментальным данным при 13-40 ГэВ. Следует отметить, что предсказания сделаны для более высоких энергий. Расчеты в рамках моделей Си-верса и Коллинза не могут объяснить больших односпиновых асимметрий в центральной области. Модели, где асимметрии объясняются в центральной области - это расчеты, где учитывается орбитальный момент кварков (Берлинская модель и кварковая модель для 11-матрицы), однако не существует предсказаний данных моделей в области фрагментации неполяризованной частицы.

Модель, которая претендует на объяснение эффектов во всех кинематических диапазонах построена с учетом хромомагнитного момента кварков, однако в ней используется большое число параметров.

Автор надеется, что представленные экспериментальные данные стимулируют дальнейшее развитие теоретических моделей.

1. В.Д. Апокин, Н.И. Беликов, А.Н. Васильев, Ю.М. Гончаренко, O.A. Грачев, В.Н. Гришин, A.M. Давиденко, A.A. Деревщиков, Ю.А. Ильин, В.А. Кормилицын, Ю.А. Матуленко, В.А. Медведев, Ю.М. Мельник,

2. A.П. Мещанин, Н.Е. Михалин, В.В. Мочалов А.И. Мысник, С.Б. Ну-рушев, Д.И. Паталаха, А.Ф. Прудкогляд, B.JI. Рыков, Л.Ф. Соловьев,

3. B.JL Соловьяиов, Ю.В. Харлов, В.Ю. Ходырев, Б.В. Чуйко, К.Е. Шестер-манов, A.C. Якутии, JI.B. Алексеева, JI.B. Ногач, Н.С. Борисов, Э.И. Бу-нятова, Ю.М. Казаринов, Ю.Ф. Киселев, В.Г. Коломиец, М.Ю. Либург,

4. B.Н. Матафонов, А.Б. Неганов, Б.С. Неганов, Ю.А. Плис, Ю.А. Усов, А.Н. Федоров, Установка ПРОЗА-М для исследования односпи-новых асимметрий в инклюзивном образовании нейтральных мезонов на ускорительном комплексе ИФВЭ, ПТЭ N4, 23 (1998)

5. В.В. Мочалов, Н.И. Беликов, Н.С. Борисов, А.Н. Васильев, A.A. Деревщиков, Ю.А. Матуленко, А.П. Мещанин, Н.Г. Минаев, А.Б. Неганов,

6. C.Б. Нурушев, А.Ф. Прудкогляд, Л.Ф. Соловьев, Ю.А. Усов, А.Н. Федоров, О.Н. Щевелев ИЗМЕРЕНИЕ ОДНОСПИНОВОЙ АСИММЕТРИИ В РЕАКЦИИ тr"dT тг°Х В ОБЛАСТИ ФРАГМЕНТАЦИИ ПУЧКА ПРИ 40 ГЭВ И рт ДО 2 ГэВ/с, Препринт ИФВЭ 2009-23, Принято к публикации в ЯФ.

7. V.D. Apokin, Yu.I. Arestov, O.V. Astafev, N.I. Belikov, B.V. Chuiko, A.A. Derevshchikov, O.A. Grachov, Yu.A. Matulenko, A.P. Meshchanin, A.A. Morozov, V.V. Mochalov, A.I. Mysnik, S.B. Nurushev, D.I. Patalakha,7.

8. A.H. Васильев, B.H. Гришин, A.M. Давиденко, A.A. Деревщи-ков, Ю.А. Матуленко, Ю.М. Мельник, А.П. Мещанин, В.В. Мо-чалов, Л.В. Ногач, С.Б. Нурушев, П.А. Семенов, Л.Ф. Соловьев,

9. В.Л. Соловьянов!, В.Ю. Ходырев, К.Е. Шестерманов, А.Е. Якутии

10. A.H. Васильев, B.H. Гришин, A.A. Деревщиков, В.И. Кравцов, Ю.А. Матуленко, В.А. Медведев, Ю.М. Мельник, А.П. Мещанин, Д.А. Морозов, В.В. Мочалов, Л.В. Ногач, С.Б. Нурушев, А.Ф.Прудкогляд,

11. П.А. Семенов, Л.Ф. Соловьев, |В.Л. Соловьянов 1,М.Н. Уханов, В.Ю. Ходырев, К.Е. Шестерманов, А.Е. Якутии, Н.С. Борисов, В.Н. Матафонов,

12. А.Б. Неганов, Ю.А. Плис, Ю.А. Усов, А.Н. Федоров, A.A. Луханин, Изiмерение односпиновой асимметрии при 40 ГэВ в инклюзивном рождении 7Г°-мезонов в области фрагментации поляризованной мишени., ЯФ 67, 1520 (2004) Physics of Atomic Nuclei, 67, 1487 (2004).

13. A.H. Васильев, B.H. Гришин, A.A. Деревщиков, В.И. Кравцов, Ю.А. Матуленко, В.А. Медведев, Ю.М. Мельник, А.П. Мещанин, Д.А. Морозов,

14. A.M. Davidenko, V.N. Grishin, V.Yu. Khodyrev, V.I. Kravtsov, Yu.A. Matulenko, V.A. Medvedev, Yu.M. Melnick, A.P. Meschanin, V.V. Mochalov, D.A. Morozov, L.V. Nogach, S.B. Nurushev,

15. PROZA SETUP, XIII Advanced Research Workshop on High Energy Spin Physics (DSPIN-09) Proc., 254 (2010).

16. A.H. Васильев, В.В. Мочалов, Общие особенности односпиновой асимметрии инклюзивного рождения 7г-мезонов в экспериментах с фиксированной мишенью, ЯФ 67, 2193 (2004) Physics of Atomic Nuclei, 67, 2169 (2004).

17. V. Mochalov, S.Troshin, A.Vasiliev, Indication on the universal hadron substructure — constituent quarks. Phys.Rev.D69:077503,2004.

18. А.Н. Васильев, В.Н. Гришин, Ю.А. Матуленко, В.В. Мочалов, А.И. Павлинов, Л.Ф. Соловьев, В.Л. Соловьянов, Экспериментальное изучение угловой зависимости электромагнитного ливня пре-нринт ИФВЭ-1998-72, Протвино, 1998; Приб.Техн.Эксп. 1999(4). стр. 37

19. А.Н. Васильев, В.В. Мочалов, Л.Ф. Соловьев, Реконструкция координат наклонных ливней в электромагнитных калориметрах из свинцового стекла, ПТЭ N 4, 35 (2007) Instrum.Exp.Tech. 50, 4582007).

20. A.M. Davidenko, V.N. Grishin, V.Yu. Khodyrev, V.I. Kravtsov, Yu.A. Matulenko, V.A. Medvedev, Yu.M. Melnick, A.P. Meschanin, V.V. Mochalov, D.A. Morozov, L.V. Nogach, S.B. Nurushev, P.A. Semenov,

21. K.E. Shestermanov, |V.L. Solovianov|, L.F. Soloviev, A.N. Vasiliev,

22. V.V. Mochalov, A.M. Davidenko, A.A. Derevschikov, Y.M. Goncharenko,

23. S.B. Nurushev DEBUT OF SPIN PHYSICS AT DUBNA, IHEP Preprint 97-75, 1997 (Protvino); Invited talk at 7th Workshop on High-Energy Spin1

24. Physics (SPIN 97), Dubna, Russia, 7-12 Jul 1997.

25. М.Г. Мещеряков, С.Б. Нурушев и'Г.Д. Столетов ЖЭТФ 31, 361 (1956).

26. Ю.П. Кумейкин, М.Г. Мещеряков, С.Б. Нурушев и Г.Д. Столетов Атомная Энерния 14, 38 (1963).

27. L.S. Azhgirei, Yu. Kumekin, М. Mescheryakov, S. Nurushev, V. Solovyanov, G. Stoletov Phys.Lett.18, 203 (1965)

28. А.А. Борисов, A.C. Кузнецов, B.E Лукашов, С.Б. Нурушев, В.Л. Соло-вьянов ЯФ 5, 348 (1967).

29. P.Bonamy et al. Phys. Lett. В 23, 501 (1966); P.Bonamy et al. - Phys. Lett. В 16, 335 (1970).

30. D.D.Drobnis ct al. Phys. Rev. Lett. 20, 274 (1968).

31. P.Bonamy et al. Nucl. Phys. В 52, 392 (1973).

32. D.Hill et al. Phys. Rev. Lett. 30, 239 (1973).

33. К.Брюнетон и др. ЯФ 23, 769 (1976)

34. К.Брюнетон и др. ЯФ 25, 369 (1977)

35. J. Antille et al. Nucl. Phys. 185, 1(1981).

36. LAueret al.-Phys. Lett. B 70, 475 (1977).

37. G.Fidecaro et al. Phys. Lett. B 76, 369 (1978).

38. P.R.Cameron et al. Phys. Rev. 32, 3070 (1985).

39. D.G.Crabb et al. Phys. Rev. Lett. 65, 3241 (1990).

40. A.M.T. Lin et al. Phys. Lett. B 74, 273 (1978).

41. A.D. Krisch Published in Proceed. 7th Intern. Symp. on High Energy Spin Physics, Protvino, USSR, 1986, v. 1, p.272.

42. G.Bunce et al. Phys. Rev. Lett. 36, 1113 (1976).

43. Y.W. Wah et al. Phys. Rev. Lett. 55, 2551 (1985).

44. K. Heller et al. Phys. Rev. Lett. 41, 607 (1978).

45. K. Heller et al. Phys. Rev. Lett. 51, 2025 (1983).

46. R. Rameika et al. Phys. Rev. D 33, 3172 (1986).

47. F. Abe et al. Phys. Rev. D 34, 1950 (1986).

48. P. Chauvat et al. Phys. Lett. B (163), 273 (1985).

49. T. Armstrong et al. Nucl. Phys. B 262, 356 (1985).

50. S. Gourlay et al. -Phys. Rev. Lett. 56, 2244 (1986).

51. H. Abramovicz et al. -Nucl. Phys. B 105, 222 (1976).

52. H.Grassier et al. -Nucl. Phys. B 136,386 (1978).

53. M.M. Baubillier et al. -Nucl. Phys. B 148, 18 (1979).

54. J.Bensinger et al. -Nucl. Phys. B 252, 561 (1985).

55. K.Heller Published in Proceed. 7th Intern. Symp. on High Energy Spin Physics, Protvino, USSR, 1986, v. 1, p.81.

56. Yu. Alexandrov A measurement of A polarization in inclusive production by E of 340 GeV/c on С and Си targets, Presented at X International Workshop on High Energy Spin Physics SPIN-2003, Dubna, September 16-20, 2003

57. M.I. Adamovich et al. -Eur. Phys. J. C32, 221 (2004).

58. V.D. Apokin et al. -Z.Phys.C 15, 293 (1982); И.А. Аввакумов и др. ЯФ 35, 1465 (1982).

59. Н.С. Борисов и др. ЯФ 41, 116 (1985).

60. V.D. Apokin et al Nucl.Phys.B 255, 253 1985.

61. И.А. Аввакумов и др. ЯФ 42, 1146 (1985).

62. И.А. Аввакумов и др. ЯФ 42, 1152 (1985).

63. V.D. Apokin et al Z.Phys.C 35, 173 (1987).

64. В.Д. Апокин и др. ЯФ 45, 1355 (1987).

65. В.Д. Апокин и др. ЯФ 47, 727 (1988).

66. J.D. Bjorken, Phys. Rev. 148, 1467 (1966); там же D1 1376 (1970).

67. J. Ellis and R.L. Jaffe Phys. Rev. D 9, 1444 (1974); там же 10, 1669 (1974).

68. F.E. Close and R.G. Roberts, Phys. Lett. В 316, 165, (1993).

69. SLAC E80, M.J. Alguard et al. Phys. Rev. Lett. 37, 1261 (1976); там же 41, 70 (1978).

70. SLAC E130, G. Baum et al. -Phys. Rev. Lett. 51, 1135 (1983).

71. EMC, J. Ashman et al. -Phys. Lett. В 206, 364 (1988); Nucl. Phys. В 328, 1 (1989).

72. SLAC E142, D.L. Anthony et al. -Phys. Rev. Lett. 71, 959 (1993).

73. SLAC E143, K. Abe et al. -Phys. Rev. Lett. 74, 346 (1995).

74. SLAC E143, K. Abe et' al. -Phys. Rev. Lett. 75, 25 (1995).

75. SMC, D. Adams et al. -Phys. Lett. B 329, 399 (1994), erratum Phys. Lett. B 339, 332 (1994).

76. SMC, D. Adams et al. -Phys. Lett. B 336, 125 (1994).

77. SMC, D. Adams et al. -Phys. Rev. D 56, 5330 (1997).

78. A.L. Kataev, Phys. Rev. D50, R5469 (1994).

79. Y.Prok, XIII Advanced Research Workshop on High Energy Spin Physics(DSPIN-09), 296 (2010).

80. R.Pasechnik et al. -, XIII Advanced Research Workshop on High Energy Spin Physics(DSPIN-09), 98 (2010).

81. The COMPASS Collaboration The Spin-dependent Structure Function of the Proton g{ and a Test of the Bjorken Sum Rule. CERN-PH-EP-2010-001, e-Print: arXiv: 1001.4654 hep-ex. (2010).

82. C.Amsler et al. -(Particle Data Group), Phys. Lett. B 667, 1 (2008).

83. R.L. Jaffe and A. Manohar Nucl. Phys. B 337, 509 (1990).

84. X. Ji MIT Preprint MIT-CTP-2517, hep-ph/9603249 (1996).

85. S. Adler and W. Bardeen,-Phys. Rev. 182, 1517 (1969).

86. R.D. Ball, S. Forte, and G. Ridolfi Nucl. Phys. B444, 287 (1995).

87. G. Altarelli and G.G. Ross Phys. Lett. B 212, 391 (1988).

88. A.V. Efremov and O.V. Teryaev, J.I.N.R. Preprint E2-88-287, Dnbna (1988).

89. R.D. Carlitz, J.C. Collins, and A.H. Mueller Phys. Lett. B 214, 229 (1988).

90. F.M. Steffens and A. Thomas Phys. Rev. D 53, 1191 (1996).

91. D. Stamenov X Advanced Research Workshop on High Energy Spin Physics (DSPIN-03), 186 (2004).

92. R. Kowalik Gluon polarisation from SMC experiment, X Advanced Research Workshop on High Energy Spin Physics (DSPIN-03), 320 2004

93. D.L. Adams et al. -Phys. Lett. B 261, 197 (1991).

94. B.I. Abelev et al. -Phys. Rev. D 80, 111108 (2009).

95. B.I. Abelev et al. -Phys. Rev. Lett. 97, 252001 (2006).

96. B.I. Abelev et al. -Phys. Rev. Lett. 100, 232003 (2008).

97. A.Bazilevsky X Advanced Research Workshop on High Energy Spin Physics (DSPIN-03)

98. A. Adare et al. -Phys. Rev. D 73, 091102 (2006).

99. A. Adare et al. -Phys. Rev. D 79, 012003 2009.

100. A. Adare et al. -Phys. Rev. Lett. 103, 012003 2009.

101. F. Ellinghaus, AIP Conf.Proc. 1149, 259 2009.

102. Xiangdong Ji Phys. Rev. D 55, 7114 (1997).

103. L. Dick et al. -PLB57, 93 (1975).

104. B.I. Abelev et al. Phys. Rev. Lett. 101, 222001 (2008).

105. B.I. Abelev et al. -, Phys. Rev. Lett. 99, 142003 (2007).

106. M.Togawa *Hamburg 2007, Blois07, Forward physics and QCD* Proc, 308 (2007).

107. K. Boyle AIP Conf.Proc.1149, 558 (2009).

108. I. Arsene et al. Phys. Rev. Lett. 101, 042001 (2008).

109. V.V. Abramov et al. Preprint IHEP-96-82, Protvino, 1996, Nucl.Phys.B492:3-17,1997; hep-ex/0110011.

110. B.A6paMOB h AP- HO 70, 1799 2007

111. B.A6paMOB h flp. HO 70, 1790 2007

112. B.A6paMOB h pp. HO 70, 1561 2007

113. J. Antille et al. Phys.Lett.,B94(1980),523.

114. D.L. Adams et al Preprint IHEP 94-88, Phys. Rev. D 53: 4747-4755, 1996.

115. R.D. Klem et al. Phys. Rev. Lett. 36:929, 1976.

116. W.H. Dragoset et al. Phys. Rev. D18:3939,1978

117. D.L. Adams et al. FERMILAB-PUB-91-13-E, ANL-HEP-PR-91-10, IFVE-91-49, Jan 1991. 14pp. Z.Pliys.C56:181-184,1992

118. D.L. Adams et al. -Phys. Lett. B264, 462 (1991);

119. D.L. Adams et al. Nucl.Phys. B510:3-ll,1998

120. A. Bravar et al. Phys.Rev.D55(1997), 1159-1187

121. C.E. Allgower et al. Phys. Rev. D65:092008,2002

122. G.L. Kane et al. -Phys. Rev. Lett. 41, 1989 (1977).

123. C.M. Трошин и H.E. Тюрин "Спин в физике высоких энергийизд. "Наука", Москва, 1991.

124. М. Anselmino Lectures given at Advanced Study Institute on Symmetries and Spin (PRAHA SPIN 2001), Prague, Czech Republic, 15-28 Jul 2001. e-Print Archive: hep-ph/0201150

125. E. Leader and E. Predazzi An Introduction to Gauge Theories and Modern Particle Physics, Cambridge University Press, Cambridge, 1996.

126. D. Sivers, Phys.Rev. D41(1990), 83.

127. D. Sivers, Phys.Rev. D43(1991), 261.

128. T.T. Chou and C.N. Yang, Nucl.Phys. B107(1976),l

129. J.C. Collins Nucl.Phys. B396(1993), 161

130. A.V. Efremov and O.V. Teryaev Sov. J. Nucl. Phys. 36, 140 (1982) Yad. Fiz. 36, 242, (1982); Phys. Lett. 150B, 383 (1985); Sov. J. Nucl. Phys. 36, 557 (1982); 39, 962 (1984)[Yad. Fiz. 36, 950 (1982); 39, 1517, (1984).

131. A.V. Efremov, V. Korotkiyan and O. Teryaev Phys. Lett. B348, 577 (1995).4

132. J.W. Qiu and G. Sterman Phys. Rev. Lett. 67, 2264 (1991); Nucl. Phys. B378, 52 (1992).

133. A. Schäfer, L. Mankiewicz, P. Gornicki and S. Güllenstern Phys. Rev. D47, 1 (1993); B. Ehrnsperger, A. Schäfer, W. Greiner and L. Mankiewicz - Phys. Lett. B321, 121 (1994).

134. J Qiu and G. Sterman ITP-SB-98-28, BNL-HET-98-17, Jun 1998. Phys.Rev.D59:014004,1999

135. Y. Kanazawa and Y. Koike, Phys. Lett B490 (2000) 99; hep-ph/0007272. hep-ph/9806356

136. D. Boer "Theoretical aspects of spin physicsTalk presented at the Ringberg Workshop 'New Trends in HERA Physics 2003', Ringberg Castle, Tegernsee, Germany, September 28 - October 3, 2003; hep-ph0312149.

137. Meng Ta-Chung in Proc. of the 4th Workshop on High Energy Spin Physics, Protvino, Russia, 1991, pp. 112,121

138. Zuo-tang Liang and C. Boros Int.J.Mod.Phys.A15:927-982,2000 hep-ph/0001330

139. S.M. Troshin and N.E. Tyurin Phys. Rev. D52:3862(1995),

140. S.M. Troshin and N.E. Tyurin Phys. Rev. D54:838,1996

141. S.M. Troshin and N.E. Tyurin Phys. Lett. В 355 (1995), 543.

142. M.G. Ryskin Sov. J. Nucl. Phys. 48, 708 (1988)

143. В. Абрамов Препринт ИФВЭ 98-84, hep-ph/0110152, Eur. Phys. J. C14:427(2000); V. Abrainov - preprint IHEP-2001-13, e-Print Archive: hep-ph/0111128

144. G. Musulmanbekov and M. Tokarev in Proc. of the VI Workshop on High Energy Spin Physics, Protvino, Russia, 1995, pp.132

145. M. Anselmino, M. Boglione and F. Murgia Phys. Rev. D60 (1999) 054027

146. M. Anselmino, M. Boglione, F. Murgia Talk given at 5th Workshop on QCD (QCD 2000), Villefranche-sur-Mer, France, 3-7 Jan 2000. Published in *Villefranche-sur-Mer 2000, Quantum chromodynamics* 335345 hep-ph/0005081

147. M. Anselmino, M. Boglione and F. Murgia Phys. Lett. B362 (1995) 164

148. M. Anselmino and F. Murgia Phys. Lett. B442 (1998) 470

149. M. Boglione and E.Leader, Phys.Rev. D61(2000),114001

150. X. Arfcru, J. Czyzevski and H Yabuki,Z.Phys. C73(1997),527

151. M. Anselmino and F.Murgia Phys.Lett.B442(1998),470-478 ;hep-ph/9808426

152. D. Boer Phys. Rev. D60 (1999) 014012

153. Liang Zuo-tang and Meng Ta-chung Phys. Rev. D 49, 3759 (1994).

154. C. Boros, Liang Zuo-tang and Meng Ta-chung Phys. Rev. D 51,4698 (1995).

155. A. Ahmedov et al J.Phys.G29:521-530,2003; e-Print Archive: hep-ph/0207099

156. В.Абрамов и др. ЯФ 68, 414 (2005) В.Абрамов и др. ЯФ 70, 2153 (2007).

157. V.V. Abramov, Proc. 12th Workshop on High Energy Spin Physics (DSPIN-07), p.13.

158. V.V. Abramov, Proc. 13th Workshop on High Energy Spin Physics (DSPIN-09), p.25.

159. Б.Ю. Балдип и др. Препринт ИФВЭ 79-20, Серпухов, 1979.I

160. A.M. Frolov et al. NIM, 216(1083), 93-97

161. V.A. Batarin et al. NIM A510 (2003) 211-218 ,

162. V.A. Batarin et al, Nucl.Instrum.Meth.A510:248-261, 2003.

163. Асеев A.A. и др. Препринт ИФВЭ 89-57, Протвино, 1989.

164. Н.С. Борисов и др. Препринт ОИЯИ 1-80-98, Дубна, 1980

165. Н.С. Борисов и др. Препринт ОИЯИ 1-85-292, Дубна, 1985, In *Protvino 1984, Proceedings, High Energy Spin Physics*, 121-127.

166. М.М. Бурхин и др. ПТЭ, 1981 (1), с.ЗО.

167. О.А. Грачев и др. ПТЭ, 1993 (3), с.189.

168. G.A. Akopdjanov et al. Nucl. Instr. Meth., 1977, v.140, p.441;

169. F. Binon et al. Nucl. Instr. Meth., 1981, v.188, p.507.

170. И.А. Аввакумови др. Препринт ИФВЭ 86-66, Серпухов, 1986. Software Group .- Geneva: CERN, 1996. (CERN Program Library)

171. Д.Л. Адаме и др. Препринт ИФВЭ 91-99, Протвино

172. Ю.В. Бушнин и др. Препринт ИФВЭ 72-49, Серпухов, 1972;

173. О.И. Алферова и др., ПТЭ 1975 (4), с.56

174. С.А. Зимин и др. Препринт ИФВЭ 93-50, Протвино, 1993

175. Н.И.Беликов и др., Препринт ИФВЭ 87-58, Серпухов, 1987

176. PAW : Physics Analysis Workstation CERN Document Server

177. В.Д. Апокин и др. ЯФ 49:156(1989)

178. В.Д. Апокин и др., ПТЭ 1987(1), стр.46.

179. Н.С. Борисов и др., ЖЭТФ 87, 2234 (1984).

180. Ю.В. Бушнин и др. Препринт ИФВЭ 79-37, Серпухов 1979

181. А.Н. Васильев и др. Препринт ИФВЭ 82-29, Серпухов 1982

182. А.Н. Васильев и др., препринт ИФВЭ 87-152.

183. B.I. Abelev et al., Phys. Rev. Lett. 102, 052302 (2009).

184. V.D. Apokin et al. Published in Proceed. 7th Intern. Symp. on High Energy Spin Physics, Protvino, USSR, 1986, v.l, p.52.

185. А.Н. Васильев и др. Препринт ИФВЭ 82-30, Серпухов 1982

186. C.M. Трошин, H.E. Тюрин Препринт ИФВЭ 88-201, Серпухов, 1988

187. В.А. Медведев Авторское свидетельство N 1799220.

188. В.А. Медведев Заявка на изобретение N 96101891/20 от 31.01.96.

189. А.Н. Васильев, A.M. Давиденко, П.А. Семенов, препринт ИФВЭ 99-8 (1998).

190. А.Н. Васильев и др., препринт ИФВЭ 2001-8 (2001). ,

191. А.А. Леднев, Препринт ИФВЭ 93-153, Протвино, 1993

192. F. James and М. Roos MINUIT: a system for function minimization and analysis of the parameter errors and corrections, CERN-DD-75-20, Published in: Comput. Phys. Commun. 10 (1975) 343-367

193. В. Абрамов и др., Препринт ИФВЭ 84-88

194. Н.И. Беликов и др. Препринт ИФВЭ 97-17, Протвино 1997

195. GEANT, Detector Description and Simulation Tool, Computing and Networks Division, CERN

196. А.П.Мещанин Внутренний отчет по экспер. PRIMEX, Jefferson Lab., 2001.

197. Оптическое стекло. Каталог СССР-ГДР,Машприбор, 1977.

198. А.Н.Зайдель и Е.Я.Шрейдер, Вакуумная спектроскопия и ее применение. М., изд-во "Наука", 1976.

199. Препринт ИФВЭ 86-34, Серпухов, 1986.

200. Ю.Д. Прокошкин Препринт ИФВЭ-98-13,, Протвино, 1998.201. сотрудничество Е704 частное сообщение

201. М. Anselmino et al- Talk given at 3rd Circum-Pan-Pacific Symposium on High Energy Spin Physics (SPIN 2001), Beijing, China, 8-13 Oct 2001. e-Print Archive: hep-ph/0201076

202. M. Anselmino private communication

203. C.M. Трошин частное сообщение

204. В. Абрамов частное сообщение

205. Н.И. Беликов и др., Препринт 97-51, ИФВЭ (Протвино, 1997).

206. Васильев А.Н., Матуленко Ю.А., Мочалов В.В. и др. // ПТЭ, 2006, N. 4, с. 24-38; Препринт ИФВЭ 2005-26, Протвино, 2005.

207. L.C. Bland SPIN PHYSICS AT RHIC, proceedings of 15th International Spin Physics Symposium (SPIN 2002), Long Island, New York, 9-14 Sep 2002.e-Print Archive: hep-ex/0212013

208. D.L. Adams et al FERMILAB-PUB-91-014-E, ANL-HEP-PR-91-09, IFVE-91-50, Phys.Lett.B276:531-535,1992

209. D. Adams et al. (By Spin Muon Collaboration) CERN-PPE-97:022; CERN-PPE-97-22; DAPNIA-SPHN-97-27; Phys. Rev. D 56 (1997), 5330; hep-ex/9702005.

210. M. Gell-Mann Phys. Lett, bf 8, 214,1965; G. Zweig, CERN Report TH401, 1964, (unpublished).

211. G. Morpurgo Physics (N.Y.) 2, 95 (1965); reproduced in J.J.J. Kokkedee, The Quark Model (Benjamin, New York, 1969), p. 132.

212. G. Morpurgo in Proceedings of the XIV International Conference on High Energy Physics, Vienna, 1968, edited by J. Prentki and J. Steinberger (CERN Scientific Information Service, Geneva, 1968), pp. 225.

213. G. Morpurgo in The Rise of the Standard Model, edited by L. Hoddeson, L. Brown, M. Riordan, and M. Dresden (Cambridge University Press, Cambridge, England, 1997), Chap. 31, p. 561; and the references cited there.

214. R. Petronzio, S. Simula and G. Ricco Phys. Rev. D 67 (2003), 094004.

215. Tsyganov E.N. Fermilab, TM-682, TM-684, Batavia, 1976.

216. Авдейчиков B.B. и др. Краткое сообщение ОИЯИ, 1, Дубна, 1989.

217. Асеев A.A. и др. Препринт ИФВЭ 91-46, Протвино, 1991.

218. В.М. Бирюков и др. Препринт ИФВЭ 2000-58, Протвино, 2000.

219. V. Abramov et al, *DSPIN-05, p.449 (2006);

220. V.Mochalov et al., Czech.J.Phys.56:F151-F168, 2006.

221. V.V. Abramov et al., *DSPIN-09, 278 (2010).

222. S. Horikawa et al. Nucl.Instrum.Meth.A516:34-49, 2004.

223. A.B. Василевский и др. Препринт ИФВЭ 84-2, Серпухов, 1984.

224. А.Н. Васильев и др. Препринт ИФВЭ 97-60, Протвино, 1997

225. CERNLIB : short writeups CERN. Geneva. Application1. Список иллюстраций

226. Сравнение экспериментальных результатов по измерению Г^ с правилом сумм Эллиса-Джаффе. Рисунок из 76.18

227. Вклад кварков в спин протона как функция от аномального вклада глюонов при Q2 = 5 GeV2 в AB схеме. Рисунок из 76. . 18

228. Исследование Г^ в эксперименте CLAS. Результаты взяты из работы 79. .19

229. Исследование Г^ в эксперименте COMPASS. Результаты взятыиз работы 80.19

230. Результаты различных измерений AG. Рисунок взяты из работы 100.22

231. Диаграмма инклюзивного рождения одиночного адрона.27

232. Односпиновая асимметрия Ду для реакции р^р —» 7v° X при фиксированном значении хр, как функция от поперечного импульса рт; экспериментальные данные при < 0.15, взяты из 114.; кривая показывает теоретическое предсказание дляхр = 0.31

233. Определение угла Коллинза для фрагментации кварка с импульсом pq и поперечной поляризацией Pq в адрон с импульсом

234. Ph = ZPq + Рт' Pq ' СPq Х Рт) = Fq ~ <Ph) = Pq ЗШ ФС. • 32

235. Односпиновые асимметрии для инклюзивного образования тг+ и 7г-мезонов на пучке протонов в зависимости от поперечного момента 1т- Теоретические кривые рассчитаны при хр — 0.4 ил/S = 20 GeV.36

236. Право-левая асимметрия An в зависимости от хр в Берлинской модели. Предсказания для лептонных пар сплошная и штрих-пунктирная линии приведены для Q — 4 и 9 GeV соответственно. Рисунок взят из работы 154.38

237. Принципиальная схема 14-го канала, где располагаются экспериментальные установки ПРОЗА и РАМПЭКС (детали в тексте). 43

238. Координаты фокусов пучка по х (слева) и у за цикл ускорителя (верхний ряд) и за одну генерацию (примерно 40 минут). . 47

239. Профили пучка отрицательных частиц с импульсом 40 ГэВ/с в области мишени по х (слева) и у.48

240. Спектр зарегистрированных электромагнитным калориметром частиц при импульсе пучка электронов с энергией 10 ГэВ (наихудшая ситуация с точки зрения чистоты пучка).49

241. Значение средней величины центра тяжести выведенного протонного пучка за сборос ускорителя в сеансе 2005 г. относительно центра мишени (после привязки).51

242. Угловые распределения протонного пучка в сеансе 2005 г. по горизонтали (слева) и вертикали (справа).51t

243. Координата протонного пучка на мишени в сеансе 2005 г. по горизонтали (слева) и вертикали (справа).52

244. Схема экспериментальной установки. S1-S3 сцинтилляцион-ные счетчики, Н1-Н2 - волоконные годоскопы, DC1-DCA -станции дрейфовых камер, magnet - спектрометрический магнит.53

245. Зависимость суммы времен от разности и выбранный интервал данных. Линиями показаны границы используемого интервала. 54

246. Зависимость разницы времен от координаты и границы обрезания для фитирования. Линиями показаны границы используемого интервала.54

247. Разность координат треков в центре магнита.55

248. Восстановление трека для камер DC2 и DCS при использовании данных по всей рабочей области камеры.55

249. Горизонтальный профиль пучка на годоскопе Н2 в каналах волоконного годокопа.57

250. Угловой разброс частиц пучка по горизонтали.57

251. Угол поворота частиц в магнитном спектрометре.57

252. Импульсный спектр протонного пучка.,.57

253. Общая схема протонной поляризованной "замороженной" мишени.60

254. Электромагнитный калориметр установки .63

255. Пример панели для обработки данных "в линию" для эксперимента "РАМПЭКС-ПРОЗА".73

256. Асимметрия в реакции 7г~ 4- р\ —> 7Г° 4-п 62.74

257. Массовый спектр двух-гаммовых событий в реакции (3.1) а) начальный спектр; б) после удаления заряженных треков; в) после удаления нейтральных адронов.78

258. Множественность восстановленных ливней в событии для реакции (3.1) до подавления (а) и после подавления (б) после ад-ронного фона.79

259. Асимметрия в реакциях пг~ + dj —> тг° + Х(черные точки) и К~ + dj —> 7г° 4- X (красные треугольники) в зависимости от хр для двух интервалов поперечных импульсов: р\ < 0.4 (ГэВ/с)2а) и 0.4 < р\ < 1.4 (ГэВ/с)2 (Ь).81

260. Эффективные спектры масс пары 7-квантов в области масс 7Г°и 77-мезона.87

261. Распределения по асимметрии энергии cos(#*) = (Е1—Е2)/{Е\+1. Е2) Двух 7-квантов.88

262. Распределение мониторных счетов.89

263. Зависимость асимметрии Ду в реакции 7Г~~ + cZf —>• 7Г° 4- X от поперечного импульса рт при энергии 40 ГэВ ижр « 0. Знак асимметрии изменен относительно оригинальной статьи.92

264. Асимметрия* пар 7-квантов в диапазоне масс 220 < Ш2Т < 460в зависимости от поперечного импульса рт.95

265. Асимметрия пар 7-квантов в зависимости от их массы при 1.8 <рт < 3.2 ГэВ/с в области масс 7г° и 77-мезонов и между ними. . . 95

266. Асимметрия Ajy в реакции тг~ + d^ —7г° -Ь X в зависимости от поперечного импульса ут для детектора ЕМС1 в сеансе 1986 года (синие квадраты) в сеансе 1988 года (закрашенные круги)и ЕМС2 (красные звездочки).96

267. Схема экспериментальной установки ПРОЗА-М. »91—53 сцин-тилляционные счетчики полного потока; HI —112 - годоскопы; ЕМС1 и ЕМС2 - электромагнитные калориметры; target - поляризованная мишень.99

268. Энергетический спектр восстановленных 7-квантов (а) и множественность 7-квантов (Ь) в калориметре ЕМС1.101

269. Двумерное распределение 7г°-мезонов по рт и хр (а) и зависимость относительного сечения от рт (Ь), Веатп число пучковых частиц, прошедших через мишень. Разрешение по рт составляет 0.08 ГэВ/с.107

270. Зависимость "сырой" ложной асимметрии от рт.108

271. А™1" для двух детекторов.109

272. Зависимость суммарной (для обоих детекторов) асимметрии

273. Области поиска односпиновой асимметрии, хр считается отноIсигельно поляризованной частицы. Не приведены результаты исследований на ускорителе ШПС, где значение хт мало во всей области измерений.114

274. Спектр триггерных сигналов для сеанса 1999 года.116

275. Энергетический спектр (слева) и распределение по множественности восстановленных 7-квантов в калориметре ЕМС-720. . . . 117

276. Доля зарегистрированной калориметром энергии (слева) и эффективность восстановления электромагнитного ливня в детекторе (справа) от истинной энергии 7-кванта при моделировании. 118

277. Разрешение по энергии сг(Е)/Е 7-квантов (в %) из моделирования; сплошная кривая результат аппроксимации зависимостью (5.1).119

278. Массовый спектр для ЕМС-720. 11958 рт (слева) и хр распределения пар гамма-квантов для ЕМС-720 в области масс 7Г°-мезона в осеннем сеансе 2000 г. Распределения приведены без учета эффективности реконструкции 7г° мезона. . 119

279. Двумерное распределение 7Г°-мезонов в зависимости от рт и хр, полученное при моделировании (слева) и для реальных пар 7-квантов в области масс 7Г°-мезона (справа).120

280. Сырая асимметрия Агаш в зависимости от массы пары 7-квантовесверху) и результат после вычитания асимметрии фона для осеннего сеанса 2000 г.122

281. Сырая асимметрия А^™ 7г°-мезонов в реакции 7Г~+р| —7Г°+Хв области фрагментации мишени в зависимости от ря.128

282. Распределение пар 7-квантов по переменной Фейнмана (а) и поперечному импульсу (Ь).131

283. Двумерное распределение пар 7-квантов по рт и хр (а); массовый спектр пар 7-квантов в области —0.3 < хр < —0.2 (Ь). . . . 131

284. Чувствительность каналов АЦП (МэВ/канал) .132

285. Сравнение калибровочных коэффициентов для двух сеансов 2005 и 2007 г. Находилось отношение разности коэффициентовк значению в сеансе 2007 г.132

286. Средняя масса 7г°-мезона для наборов данных после первой итерации перекалибровки на массу .133

287. Зависимость ширины средних значений массы 7Г°-мезона в зависимости от номера итерации.133

288. Зависимость массы 7г°-мезона от хр.136

289. Зависимость ширины 7Г°-мезона от хр.136

290. Массовые спектры двух-гаммовых событий в сеанса 2005 (красный) и сеанса 2007 (синий) в различных кинематических областях (слева при —0.3 < хр < —0.25, справа при —0.45 < хр < —0.40) при одном значении записанных событий.137

291. Ложная асимметрия в зависимости от хр. Горизонтальные линии показывают жр-интервалы, точка соответствует среднему значению хр в данном интервале, по рт просуммировано.138

292. Асимметрия А^ в зависимости от хр. Знак асимметрии выбранв системе фрагментации поляризованной частицы.138

293. Асимметрия Д,у в зависимости от энергии 7г°-мезона в системе центра масс. Линия — результат фитирования функцией (5.5) . 139

294. Массовый спектр в сеансе 2007 г. 7Г° фитировался функцией согласно формуле (5.4), фон фитировался функцией а • (т — т0)2 е6г7г.141

295. Область по xf, в которой регистрировались 7г°-мезопы и двумерное распределение (рт & хр) для этого же сеанса.141

296. Зависимость сырой асимметрии от массы в сеансе 2007 г.142

297. Ложная асимметрия для двух наборов данных.142J

298. Суммарная асимметрия в реакции р-\-р\ —> 7Г° + X при 50 ГэВпо сеансам 2005-2007 гг.143

299. Зависимость An от энергии 7г°-мезона в системе центра масс в реакции 7г~ 4- —► 7Г° + X в в центральной области (слева) и в области фрагментации мишени (справа) при импульсе пучка

300. ГэВ/с. Для реакции в центральной области рт ~ E(crns). . . 147

301. Зависимость An от Хр и полной энергии в системе центра масс в реакции р^ + р —> 7г+ 4- X в области фрагментации поляризованного пучка в экспериментах Е925 при 22 ГэВ (слева) и Е704при 200 ГэВ.149

302. Зависимость An от Ecms в реакции р^ + р —.► 7г+ + X при импульсе пучка 13.3 (слева) и 18.8 ГэВ/с и жр 0.2 108.150

303. Зависимость An от Ecms в реакции рр^ 7Г° +X в центральной области при 24 GeV (ЦЕРН, слева) и в области фрагментации поляризованной частицы при 70 ГэВ(Протвино, справа). ,. . . . 152

304. Зависимость асимметрии An 7г°-мезонов от Ecms в Р\Р (слева) и р^р (справа) взаимодействии в области фрагментации пучка, при 200 ГэВ (ФНАЛ).152

305. Зависимость An от Ecms в реакции р^ —»7Г~ + X в области фрагментации мишени при импульсе пучка 22 ГэВ/с (слева) и200 ГэВ/с(справа).153

306. Зависимость An 7г+-мезонов (слева) и 7г~-мезонов (справа) от Ecms в pi взаимодействии при энергии 200 ГэВ 120.154

307. Точки начала появления асимметрю: для разных экспериментов. cent- эксперименты в центральной области (при х/ « 0), targ -в области фрагментации мишени, beam -в области фрагментации пучка.155

308. А.2 Ориентационная кривая для 25-го кристалла.204

309. B.1 Структура дрейфовой станции.207

310. В.2 Зависимость времени дрейфа от координаты в дрейфовых промежутках.207

311. В.З Зависимость эффективности дрейфовой камеры от координаты. 208 В.4 Общее изображение волоконного годоскопа и его рабочей области208

312. В.5 Схема (поперечный разрез) одной связки волоконного годоскопа и эффективность горизонтальной плоскости годоскопа. . . . 209

313. В.6 Временной спектр с одной волоконной сборки .209

314. В.7 Временной спектр с одной волоконной сборки .209

315. В.8 Архитектура системы сбора данных при измерении импульсного разброса протонного пучка.210

316. В.9 Типичный временной спектр по большому числу событий дляодной из проволочек дрейфовой камеры.211

317. В. 10 Профильная гистограмма (сумма времен от разности) для неправильных временных констант ¿о .211

318. В. 11 Профильные гистограммы для двух интервалов одной четностипосле выбора ¿о Для всех каналов.212

319. В. 12 Фитирование профильной гистограммы. Минимум находитсяпрактически при нулевой разности времен.212

320. В. 13 Пример фитирования профильной гистограммы зависимостикоординаты от времени для камеры И С1.214

321. В. 14 Зависимость координаты в БС1 относительно координаты в Н2.

322. Прямая линия соответствует функции у = х.214

323. В. 15 Разность восстановления координат в двух детекторах.214

324. В. 16 Отбор для фитирования (слева), координата в камере после всех поправок и разность между координатой в камере и координатой трека для камеры ИС2.215

325. В. 17 Восстановление трека и разность между восстановленной координатой в камере и координатой трека для камеры ИС3.215

326. В. 18 Восстановление трека и разность между восстановленной координатой в камере и координатой трека для камеры И С4.216

327. С.2 Оптические характеристики свинцового стекла в зависимости от длины волны фотонов: а) длина поглощения; Ь) коэффициент преломления.220

328. С.4 Спектры фотонов черенковского света в свинцовом стекле, инициированного 7-квантом с энергией 1 ГэВ, усредненные по 100 событиям: а) испущенные фотоны; Ь) попавшие на фотокатод

329. ФЭУ; с) зарегистрированные фотоны.222

330. С.5 Зависимость поглощения от длины волны (верхний ряд) и энергии фотона (нижний ряд)для свинцового стекла (слева) и ФЭУ-84 (справа).223

331. С.6 Зависимость коэффициентов преломления от длины волны (верхний ряд) и энергии фотона (нижний ряд) для свинцового стекласлева) и ФЭУ-84 (справа).223

332. С.8 Средние и среднеквадратичные отклонения величины Я, = (Х{тр— хгес) /й в зависимости от угла 9 при значениях энергии фотонов0.5-4 ГэВ.227