Изучение анализирующих способностей Ay, Ayy и Axx реакции дейтрон-протонного упругого рассеяния при энергиях 880 и 2000 МэВ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕ* х^х^И^^диолНИЙ

ИЗУЧЕНИЕ АНАЛИЗИРУЮЩИХ СПОСОБНОСТЕЙ А„ Aj И А„ РЕАКЦИИ ДЕЙТРОН-ПРОТОННОГО УПРУГОГО РАССЕЯНИЯ ПРИ ЭНЕРГИЯХ 880 И 2ООО МэВ

Специальность: 01.04.16 — физика атомного ядра и элементарных частиц

1-2010-126

На правах рукописи УДК [539.172.12+539.172.13]:539.171.016

КУРИЛКИН Павел Константинович

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

2 5 НОЯ 2010

Дубна 2010

004614459

Работа выполнена в Лаборатории физики высоких энергий Объединенного института ядерных исследований.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук

а

Владимир Петрович ЛАДЫГИН

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор

Анатолий Григорьевич ЛИТВИНЕНКО

кандидат физико-математических наук

Александр Альбертович ЕРШОВ

Ведущее научно-исследовательское учреждение: Институт теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова (ИТЭФ, г. Москва).

Защита состоится "_"_2010 г. в "_"часов на заседании диссертационного совета Д. 720.001.02 в Лаборатории физики высоких энергий Объединенного института ядерных исследований, г. Дубна Московской области.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЛФВЭ ОИЯИ. Автореферат разослан " п " АОЯукА 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета , А.Арефьев

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

Общая характеристика работы.

Актуальность темы. Исследование ядерных реакций с участием дейтронов всегда играло важную роль в развитии представлений о структуре ядра и динамике ядерных взаимодействий. На новом этапе развития ядерной физики изучение процессов с участием дейтрона, несомненно, поможет решить многие современные, теперь уже релятивистские проблемы ядерной физики, связанные с исследованием нуклон-нуклонного взаимодействия при высоких энергиях, структуры легких ядер на малых меж-нуклонных расстояниях, механизмов рождения мезонов и барионных резо-нансов.

В настоящее время накоплено множество данных о дейтроне, полученных на пучках электронов и адронов. Особенность исследований дейтрона на пучках электронов состоит в том, что они нацелены главным образом на выявление внутренней структуры дейтрона в области относительно малых расстояний или, что тоже самое, в области больших относительных импульсов нуклонов.

В процессах взаимодействий релятивистских дейтронов с нуклонами и ядрами также решаются проблемы структуры дейтрона на малых расстояниях. При этом точность получаемых результатов сравнима с точностью, достигнутой в экспериментах на пучках электронов. Поэтому роль таких исследований очень велика для установления реальной картины того, что происходит в дейтроне на малых расстояниях. С другой стороны, изучение столкновений именно релятивистских дейтронов с нуклонами и ядрами исключительно важно для выяснения фундаментальных вопросов релятивистского описания быстро движущихся составных объектов.

Поляризационные наблюдаемые в протон-дейтронном и нейтрон-дей-тронном упругом рассеянии, в основном, получены в диапазоне энергий 65-300 МэВ/н. Главной задачей исследований процессов взаимодействия нуклонов с дейтроном в этой области энергий связаны с проверкой различных моделей двухнуклонного взаимодействия и обнаружением эффекта трехнуклонных сил (3№). Сечение <1р— упругого рассеяния не воспроизводится расчетами в подходе Фаддеева при энергии 250 МэВ/нуклон, в то время как поляризационные наблюдаемые реакции не описываются уже

при энергии дейтронного пучка 135 МэВ/нуклон. Возможно, это связано с дефектом в спинзависимой части существующих в настоящее время моделей 3NF и проявлением релятивистских эффектов.

Переход к более высоким энергиям возможно позволит получить ответ на вопрос о том, как фундаментальные степени свободы сильного взаимодействия могут проявляться на расстояниях сравнимых с размерами нуклона. При энергиях, больших чем 250 МэВ/нуклон, существуют данные по сечению и анализирующей способности нуклона pd упругого рассеяния. Таким образом, получение новых поляризационных данных в реакциях с участием дейтрона при энергиях ббльших чем 250 МэВ/нуклон необходимо для изучения релятивистских эффектов и спиновой структуры дейтрона на малых межнуклонных расстояниях.

Целью работы является изучение энергетической зависимости векторной Ау и тензорных Ауу, Ахх анализирующих способностей дейтрона в реакции дейтрон-протонного упругого рассеяния на большие углы в с.ц.м. для получения новой информации о спиновой структуре дейтрона на малых межнуклонных расстояниях. Также исследуется возможность использования дейтрон-протонного упругого рассеяния для поляриметрии дей-тронных пучков в диапазоне энергий 270-2000 МэВ.

Научная новизна работы.

1. Впервые на основе данных, полученных на внутренней мишени Нук-лотрона ЛФВЭ ОИЯИ, определены анализирующие способности Ау, Ауу и Ахх в реакции dp— упругого рассеяния на большие углы в с.ц.м. при кинетической энергии дейтрона 880 МэВ.

2. Впервые получены данные по векторной Ау и тензорной Ауу анализирующим способностям реакции dp— упругого рассения при кинетической энергии дейтрона 2000 МэВ при максимальных переданных импульсах (~t > 1.2(r9B/c)2).vs

3. Впервые на станции внутреней мишеней Нуклотрона ЛФВЭ с помощью поляриметра, основанного на реакции ф-упругого рассеяния на большие углы в с.ц.м., измерена векторная и тензорная поляризации пучка дейтронов при кинетической энергии 270 МэВ.

Научно-практическая значимость работы. Полученные результаты по векторной Ау и тензорным Ауу, Ахх в реакции dp— упругого рассеяния при кинетических энергиях дейтрона 880 и 2000 МэВ расширяют экспериментальный материал и дают новую информацию, необходимую для развития теоретических моделей описания трехнуклонных систем на малых межнуклонных расстояниях.

Проведены измерения поляризации дейтронного пучка на внутренней мишени Нуклотрона при энергии 270 МэВ и показана возможность использования реакции dp— упругого рассеяния для измерения поляризации дейтронного пучка на станции внутренней мишени Нуклотрона при энергиях 880 и 2000 МэВ в диапазоне углов 60° — 90° в с.ц.м. Данные результаты важны для проведения дальнейших поляризационных экспериментов на Нуклотроне ОИЯИ и на ускорительном комплексе в RIKEN (Япония).

Апробация работы и публикации.

Основные результаты диссертации опубликованы в журналах "Eur. Phys. J. ST", "Int. Journal of Modern Physics", "Ядерная физика". Они докладывались на семинарах ЛФВЭ им. В.И. Векслера и A.M. Балдина ОИЯИ, 1Х-ом (Модра-Гармония, Словакия, 2006) рабочем совещании по релятивистской ядерной физике "Relativistic Nuclear Physics: from Hundreds of MeV to TeV"; на XVIII-ом и ХК-ом международных симпозиумах по проблемой физики высоких энергий (Дубна, 2006, 2007); на международной конверенции "Симметрии и спин"(SPIN-Praha-2006, Прага, Чехия, 2006); на ХХ-ой Европейской конференции по малочастичным системам (EFB20, Пиза, Италия, 2007); на международном симпозиуме FM50 (Токио, Япония, 2007); на XIX-ой Международной конференции по малочастичным системам (FB19, Бонн, Германия, 2009); на ХН-ом и XIV-ом международных конференциях по спиновой физике "Workshop on High Energy Spin Physics"(Дубна, 2007, 2009); на XI-ой, XII-ой, и XIII-ой научных конференциях молодых ученых и специалистов ОИЯИ (Дубна, 2007-2009 гг.). Основные результаты диссертации опубликованы в работах [1-21].

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и при-

ложения. Полный объем диссертации составляет 93 страницы, включая 8 таблиц, 34 рисунка и списка литературы из 146 наименований.

Автор защищает

• Результаты измерения векторной Ау и тензорных Ауу, Ахх анализирующих способностей реакции dp— упругого рассеяния при энергии 880 МэВ, полученных на станции внутренней мишени на Нуклотроне

ЛФВЭ оияи.

• Результаты измерения векторной Ау и тензорных Ауу, Ахх анализирующих способностей реакции dp— упругого рассеяния при энергии 2000 МэВ, полученных на станции внутренней мишени на Нуклотроне

ЛФВЭ оияи.

• Результаты по измерению поляризации пучка дейтронов на внутренней мишени Нуклотрона при энергии 270 МэВ.

• Методику использования поляриметра, основанного на реакции dp— упругого рассеяния для измерения поляризации дейтронного пучка на станции внутренней мишени Нуклотрона при энергиях 880 и 2000 МэВ.

Содержание диссертации

Введение посвящено обзору литературы по теме диссертации. В нем выполнен анализ экспериментальных и некоторых теоретических работ, по-свящённых анализу нуклон-дейтронного взаимодействия, обоснована актуальность диссертации, её научная новизна и практическая значимость, приведено краткое содержание работы по главам.

В первой главе содержится описание постановки эксперимента, метод получения поляризованного пучка дейтронов, методика измерения поляризационных наблюдаемых на ускорительном комплексе Нуклотрона ЛФВЭ, характеристики использованного оборудования и схема формирования триггера.

В первом разделе рассматриваются вопросы, связанные с работой основных элементов источников поляризованных атомарных пучков. В основе идеи создания таких источников заложено пространственное разделение сверхтонких компонент пучка атомов в неоднородном магнитном поле с последующим индуцированием переходов между уровнями сверхтонкого расщепления.

Во втором разделе описывается общая схема эксперимента по измерению векторной Ау и тензорных Ауу, Ахх анализирующих способностей реакции ¿р упругого рассеяния на большие углы в системе центра масс, выполненного на станции внутренней мишени Нуклотрона ЛФВЭ ОИЯИ. Поляризованный дейтронный пучок обеспечивался источником поляризованных ионов (ИПИ) атомного типа "ПОЛЯРИС". Данные набирались для трех спиновых мод: неполяризованной и двух смешанных ("2-6"и "3-5"). Спиновые моды менялись периодически от цикла к циклу. Характерная интенсивность дейтронного пучка в течении эксперимента равнялась 2 43 х 107 дейтронов за цикл. В качестве мишеней использовались полиэтиленовая пленка толщиной 10 мкм и углеродная нить. Идентификация частиц основывалась на анализе информации об ионизационных потерях в пластическом сцинтилляторе детекторов и разнице времени пролета двух детектируемых частиц.

В третьем разделе кратко описывается станция внутренней мишени, хорошо приспособленной для изучения реакций йр— взаимодействия при больших углах в с.ц.м.

В четвертом разделе приводится подробное описание экспериментальной установки (рис. 1), на которой выполнялись измерения. Механика с установленными 43 сцинтилляционными детекторами размещалась непосредственно за станцией внутренней мишени по ходу пучка. Детекторы для регистрации дейтронов и протонов отдачи располагались в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Рассеяные дейтроны и вылетающие протоны детектировались в угловой области 65-135° в с.ц.м. В данном разделе кратко описывается работа электроники и приводится схема формирования триггера. Анодные сигналы с фотоумножителей были заведены в восьмиканальный формирователь со следящим порогом (ФСП), ОКГЕС

Рис. 1. Схема установки для измерения <1р— упругого рассеяния, расположенной на станции внутренней мишени.

СГ8000. Совпадение сигналов с любого из детекторов, регистрирующих частицы, рассеянные влево и какого-нибудь из правых детекторов, служило запуском для сбора данных. Совпадения сигналов с верхних и нижних детекторов также использовались для формирования триггера. Сбор данных осуществлялся высокоскоростной системой сбора данных, основанной на стандарте УМЕ-САМАС.

Во второй главе описывается процедура выделения ф— полезных событий при энергии 270 МэВ и расчет компонент поляризации дейтрон-ного пучка.

Первый раздел посвящен выделению ф— упругих событий. Дейтрон-протонные упругие события выделялись на основе информации о корреляции энергетических потерь и различии времени пролета для рассеянных дейтронов и протонов отдачи. На рис. 2 представлена корреляция энергетических потерь для протонов и дейтронов для угла рассеяния, соответствующего 75° в с.ц.м. Графический критерий для выделения дейтрон-протоя-ных упругих событий представлен сплошной линией. Окончательное выделение ф— упругих событий, используемых для получения спин-зависимой

1000 1200 1400 1600 1800 дергоип [channel]

40 50 60 70

ATrl [channel]

Рис. 2. Корреляция амплитуды сигнала для пары дейтронного и протонного детекторов при энергии 270 МэВ. Сплошной линией обозначен графический критерий для выделения ¿р— упругих событий.

Рис. 3. Различие времени прихода сигналов между дейтронным и соответствующим протонным детекторами при энергии 270 МэВ и угле рассеяния 75° в с.ц.м. Один канал соответствует 0.5 не.

асимметрии, осуществлялось по различию времени прихода сигналов от соответствующих дейтронных и протонных детекторов. Различие времени пролета между дейтронными и протонными детекторами для угла 75° в системе центра масс показано на рис. 3. Временной коридор для выделения dp— упругих событий выделен пунктирными линиями.

Второй раздел описывает процедуру получения значений анализирующих способностей Ау, Ауу, Ахх и Axz методом кубической сплайн-интерполяции мировых данных.

В третьем разделе приводиться расчет компонент поляризации дейтронного пучка. Выходы событий dp- упругого рассеяния для спиновых мод "2-6"и "3-5"ИПИ ПОЛЯРИС были отнормированы на выход событий для неполяризованной моды с учетом корректировки на полную интенсивность пучка и мертвое время системы сбора данных.

При определении поляризации пучка при угле рассеяния < 105° использовались выходы событий dp— упругого рассеяния влево (L), вправо (R), вверх (U) и вниз (D), в то время как при углах вылета 75°, 86.5° и 95° были использованы только выходы L,íl и U. Значения векторной ру и

УУ 0.5

0

-0.5 -1

"2-6" 1........* • ..... ••3-5"

...... ф" *......«"'* 1 . . . . , , , , I

"2-6" .........* * ♦ . • * * - 1 ! "3-5" I ♦ * • • • 4....... 1 . , ■ , , , 1

60 80 100 1 20 140 60 80 100 1 20 140 ЭстРед] 9с|1|[с1ед]

Рис. 4. Тензорная руу и векторная ру поляризация пучка для "2-С"и "3-5"спиновых мод ИПИ ПОЛЯРИС в зависимости от угла вылета дейтрона в с.ц.м.

тензорной руу поляризации пучка для "2-6"и "3-5"спиновых мод ПОЛЯ-РИСА в зависимости от угла рассеяния дейтрона в с.ц.м. представлены на 1 рис.4. Пунктирными линиями показаны средневзвешенные значения поля- ] ризации пучка, усредненные по всему угловому диапазону. Поляризация | пучка измерялась несколько раз в ходе эксперимента по изучению анализирующих способностей в дейтрон-протонном упругом рассеянии.

Значения тензорной руу (векторной ру) поляризации пучка для "2-6"и ] "3-5"спиновой моды ПОЛЯРИСА, усредненные по всей продолжительно- 1 сти эксперимента, составили 0.619 ± 0.022 (0.21 ± 0.015) и -0.532 ± 0.018 ( (0.193±0.013) соответственно. Угол между направлением дейтронного пуч- | ка и осью поляризации составил ¡3 = —90.3 ± 1.2°, таким образом ось поля- I ризации пучка перпендикулярна плоскости, содержащей среднюю орбиту | пучка в ускорителе. Показатели качества поляриметра Ру, 1?уу и 1<хх оценены как ~ 1.0 • КГ4, ~ 1.8 • 10~4 и ~ 0.8 ■ 10~4 соответственно. Данные значения сравнимы с коэффициентом качества для дейтронного поляриметра, используемого на выведенном пучке в ШКЕГ\". |

I I I

8 !

[

AEdeuteror, [channel]

•<0 -SO -40 JO -2D -10 0 10 20 ЛТ^Д channel]

Рис. 5. Корреляция амплитуды сигнала для пары кинематически сопряженных детекторов для регистрации дейтронов и протонов при энергии 880 МэВ и угле рассеяния 80° в с.ц.м. Графический критерий для выделения dp— упругих событий обозначен сплошной линией.

Рис. 6. Процедура выделения dp— упругих событий по разница времени ATd~p между появлением сигналов с детекторов, регистрирующих дейтроны и протоны, при энергии 880 МэВ и угле детектирования 80° в с.ц.м., с применением критерия на корреляцию амплитуды сигналов. Временные границы для выделения dp— упругих событий обозначены пунктирными линиями.

Третья глава посвящена получению анализирующих способностей реакции dp— упругого рассеяния.

В первом разделе описывается процедура выделения dp— упругих событий при энергиях 880 и 2000 МэВ, с использованием информации об энергетических потерях в пластических сцинтилляторах детекторов, регистрирующих вылетающие дейтроны и протоны отдачи, разнице времен пролета частиц и положении точки взаимодействия налетающих дейтронов с мишенью. Процедура выделения dp— упругих событий при 880 и 2000 МэВ отличается от метода, использованного при энергии 270 МэВ, так как углеродный фон увеличивается с ростом начальной энергии дейтронного пучка. На рис. 5 и рис. 6 представлена процедура выделения dp— упругих

70 80 90 'cmfdeg]

50 60 70 80 90 100

ecm[deg]

Рис. 7. Анализирующие способности хх для дейтрон-протонно-

Ау, Ауу и А

го упругого рассеяния при энергии 880 МэВ.

Рис. 8. Анализирующие способности Ау, Ауу и Ахх для дейтрон-протонного упругого рассеяния при энергии 2000 МэВ.

событий при энергии 880 МэВ. Во втором разделе описывается получение анализирующих способностей реакции dp— упругого рассеяния. Результаты по векторной и тензорным анализирующим способностям для 880 и 2000 МэВ для углов рассеяния 60° — 90° в с.ц.м. представлены на рис.7 и рис. 8 заштриховаными кружками. Открытыми квадратами на рис. 7 и рис. 8 представлены данные для квазиупругого дейтрон-протонного рассеяния на СН-2,1 а именно, без вычитания вклада от углерода в полиэтиленовой мишени. Значения анализирующих способностей для упругого и квазиупругого процессов при энергии 880 МэВ практически одинаковы, что связано с небольшим углеродным фоном 10 — 20%. Векторная анализирующая способность Ау при углах 70 - 80° в с.ц.м. имеет большую величину -0.2 для 880 МэВ, в то время как при передних углах она практически равна нулю. С другой стороны, тензорная анализирующая способность Ауу имеет до-

статочно большую величину только при угле 60° в с.ц.м. Важно заметить, что при всех углах измерения значения Ахх достаточно большие. Таким образом, асимметрия дейтрон-протонного рассеяния вверх и вниз, в комбинации с лево-правой асимметрией может быть успешно использована для определения поляризации дейтронного пучка при углах детектирования 60 - 90° в с.ц.м.

Данные для векторной анализирующей способности для упругого и квазиупругого дейтрон-протонного рассеяния существенно различаются между собой при углах 80 — 90° в с.ц.м. для 2000 МэВ, в то время как результаты по тензорной анализирующей способности Ауу практически одинаковы. Следует отметить, что значения анализирующих способностей Ау и Ауу достаточно большие при всех углах измерения.

Слабое отличие анализирующих способностей dp упругого и квазиупругого рассеяния позволит использовать детектирующую аппаратуру для поляриметрии пучка в "счетной моде т.е. без анализа амплитудно-временных характеристик событий.

В четвертой главе приводятся рузультаты по анализирующим способностям дейтрон-протонного упругого рассеяния при энергиях 880 и 2000 МэВ.

В первом разделе полученные результаты сравниваются с теоретическими вычислениями, выполненными в рамках различных теоретических подходов. Результаты по угловой зависимости векторной Ау и тензорных Ауу, Ахх анализирующих способностей дейтрон-протонного упругого рассеяния при энергии 880 МэВ представлены на Рис. 9 заштрихованными кружками. Сплошная кривая - результат расчетов методом решения уравнений Фаддеева с использованием CD-Боннского NN потенциала. Пунктирная и штрихпунктирные линии результаты релятивистских вычислений в рамках моделей многократного рассеяния с использованием CD-Боннской волновой функции дейтрона (ВФД) и оптического потенциала с дейтронной волновой функцией, являющейся результатом дибарионной модели.

За исключением тензорной анализирующей способности Ахх, вычисления методом решения уравнений Фаддеева и релятивистская модель многократного рассеяния хорошо описывают экспериментальные данные.

Рис. 9. Векторная Ау и тензорные Ауу и Ли анализирующие способности dp— упругого рассеяния в зависимости от угла рассеяния в с.ц.м при 880 МэВ в сравнении с вычислениями в рамках различных теоретических приближений. Описание кривых приведено в тексте.

С другой стороны, вычисления выполненные, на основе решения уравнений Фадцеева, не воспроизводят экспериментальные данные по сечению при углах рассеяния, больших 90°. Вычислениям в рамках оптического потенциала с использованием дибарионной ВФД удается воспроизвести тензорную анализирующую способность Ауу при больших углах рассеяния (100° - 140°). Следует заметить, что все модели предсказывают большие значения анализирующих способностей реакции при углах рассеяния 30°-50°. Поведение Ахх описывается только при углах, меньших 80° в с.ц.м. Предсказания при больших углах сильно различаются для всех моделей.

На Рис. 10 и Рис. 11 представлены результаты по векторной Ау и тензорной Ауу анализирующим способностям, полученные при энергии 2000 МэВ в зависимости от квадрата переданного 4гимпульса. Заштрихованными квадратами обозначены данные, полученные на Нуклотроне на СЯ2 после вычитания углеродного фона. Результаты измерений, выполненных в Аргоннской национальной лаборатории (ANL), представлены открытыми квадратами. Данные хорошо согласуются между собой в области 0.8 < -£ < 1.2 (ГэВ/с)2.

А1

Му

0.5

-0.5

- 1 3- алл. дгоир 1- Нг ОиЬпа |

_.....ж , 1 .....

А 1

Муу

0.5

-0.5

; & ! ■ □ □ . а а : па; а О- АЫ1 дгоир Ш' Нг ОиЬпа

3 3=4 ! < ~................ " .... 1 .... 1 ... . 1...... 1, , 1 .л

0.5 1 1.5

-I (СеУ/с)2

0.5 1 1.5

(всУ/с)2

Рис. 10. Векторная анализирующая Рис п> Тензорная анализирующая способность Ау для дейтрон-протонно- способность Ауу для дейтрон-протон-

го рассеяния при энергии 2000 МэВ в зависимости от квадрата переданного импульса.

ного рассеяния при энергии 2000 МэВ в зависимости от квадрата переданного импульса.

Поведение векторной Ау и тензорной Ауу анализирующей способности в дейтрон-протонном упругом рассеянии в зависимости от поперечного импульса при фиксированных углах в с.ц.м представлены на рис. 12 и рис. 13 соответственно. Открытыми и заштрихованными кружками представлены данные полученные в ШКЕ1Ч, Яаску, А1ЧЬ и Нуклотроне. Значения Ауу положительны при небольших поперечных импульсах и меняют знак при поперечном импульсе рь порядка 600 — 650 МэВ/с, что наблюдалось ранее для реакции инклюзивного развала дейтрона. При больших поперечных импульсах значение Ауу отрицательно.

Для значений векторной анализирующей способности также наблюдается смена знака при р1 порядка 600 - 700 МэВ/с при больших углах рассеяния в с.ц.м. Ау имеет небольшие отрицательные значения при малых поперечных импульсах, но достигает больших положительных величин при поперечных импульсах больших 700 МэВ/с. Важно отметить, что большие положительные значения односпиновой асимметрии наблюдались в протон-протонном упругом рассеянии при высоких энергиях и больших

\ 0.5 60° 70°

0 - -V-**- - - Ф

-0.5

Ау 0.5 80| 90|

0 -0.5 ♦ ♦ о"'

0.0 0.4 0.80.0 0.4 0.8

Рт, ОеМ/с

Ау.

0.5

0

-0.5

Ау,

У0.5

О

-0.5

60° ♦ Ф а а о о? 0 70° ♦ а ° А о ▼ а ■I

80° ? о а а ♦ * 90° ' )

0.0 0.4 0.80.0 0.4 0.8

Рт. СеУ/с

Рис. 12. Векторная анализирующая способность ¿р- упругого рассеяния при фиксированных углах рассеяния в с.ц.м. в зависимости от поперечного импульса. Данные, полученные в МКЕМ, Эас1ау, АМЪ представлены □. Результаты измерений на Нуклотрове обозначены как •.

Рис. 13. Тензорная анализирующая способность Ауу йр— упругого рассеяния при фиксированных углах рассеяния в с.ц.м. в зависимости от поперечного импульса. Данные, полученные в ШКЕМ, 8ас1ау, АМЪ представлены Результаты измерений на Нуклотроне обозначены как

поперечных импульсах (эффект Криша). Для ф-упругого рассеяния такой эффект обнаружен при значительно меньших

Второй раздел посвящен вопросам поляриметрии дейтронных пучков при промежуточных и высоких энергиях. Реакция упругого дейтрон-протонного рассеяния на большие углы в с.ц.м. имеет ряд важных преимуществ для поляриметрии дейтронов при энергиях 300-2000 МэВ. Во-первых, векторная и тензорная анализирующие способности рекции йр— упругого рассеяния при этих энергиях могут иметь большие значения. Во-вторых, выделение упругих событий возможно путем измерений кинематиче-

ских совпадений дейтронов и протонов с помощью простых сцинтилляци-онных счетчиков. Реакция dp- упругого рассеяния при больших углах в с.ц.м. использовалась для поляриметрии на RARF при энергиях 140, 200 и 270 МэВ.

Поляриметр, основанный на dp- упругом рассеянии, был смонтирован на станции внутренних мишеней Нулотрона ЛФВЭ ОИЯИ. Измерение поляризации дейтронного пучка выполнялось при энергии 270 МэВ с использованием существующих данных по анализирующим способностям реакции.

Для компенсации низкой интенсивности источника поляризованных дейтронов ПОЛЯРИС использовалось детектирование при нескольких углах рассеяния. Тем не менее, систематические ошибки, связанные с неопределенностью значений анализирующих способностей, не превышают 1-2% для векторной и тензорной поляризации пучка.

Полученные значения векторной и тензорных анализирующих способностей при 880 и 2000 МэВ имеют достаточно большие анализирующие способности для проведения эффективной поляриметрии дейтронного пучка при этих энергиях. Данный поляриметр может быть использован в широком диапазоне энергий. Модернизация источника поляризованных ионов на ускорительном комплексе ЛВФЭ ОИЯИ значительно улучшит возможности данной установки для измерения спиновых наблюдаемых дейтрон-протонного рассеяния и проведения калибровки поляриметра в широкой области энергий.

С другой стороны, существующие теоретические модели предсказывают большие значения анализирующих способностей dp-yrrpyroro рассеяния при углах меньших 60° в с.ц.м. для 880 МэВ. Таким образом характеристики поляриметра могут быть улучшены путем расширения системы детектирования к меньшим углам рассеяния в с.ц.м, где сечение dp-ynpyroro рассеяния велико и анализирующие способности реакции имеют ненулевые значения. Детектирование ф-упругого рассеяния при меньших углах рассеяния в с.ц.м. особенно актуально при высоких энергиях, вследствии уменьшения сечения реакции с увеличением энергии.

В заключении сформулированы основные выводы диссертации:

1. Впервые на основе данных, полученных на внутренней мишени Нук-лотрона ЛФВЭ ОИЯИ, определены анализирующие способности Ау, Ауу и Ахх в реакции dp— упругого рассеяния на большие углы в с.ц.м. при кинетической энергии дейтрона 880 МэВ[1~21].

Результаты по анализирующим способностям сравнены с предсказаниями теоретических расчетов, выполненных в рамках различных подходов. Векторная Ау и тензорная Ауу анализирующие способности хорошо описываются вычислениями, основанными на решении уравнений Фадцеева с использованием CD-Боннского NN потенциала, и релятивистскими расчетами в рамках модели многократного рассеяния с использованием CD-Боннской ВФД.

Вычисления на основе оптического потенциала с использованием ди-барионной ВФД описывают тензорную анализирующую способность Ауу только при больших углах рассеяния 0с.т, = 100° - 140°.

Для Ахх наблюдается резкое различие между экспериментальными данными и всеми предсказаниями при углах ©с.т. > 70°.

2. На основе данных, полученных на Нуклотроне, выполнены измерения векторной Ау и тензорных Ауу и Ахх анализирующих способностей в dp- упругом рассеянии при энергии 2000 МэВ в области больших переданных импульсов (0.85 < —t < 1.75 (ГэВ/с)2).

Впервые получены данные по векторной Ау и тензорной Ауу анализирующим способностям при —i > 1.2(ГэВ/с)2[1, 3, 5, 7, 8, 11, 15, 16, 18, 21]. Наблюдается согласие между результатами измерений Ау и Ауу выполненными на Нуклотроне ЛФВЭ и ANL при 0.8 < — t < 1.2 (ГэВ/с)2.

3. При фиксированных углах рассеяния в с.ц.м. в зависимости от поперечного импульса наблюдается смена знака Ауу при pt в районе ~ 600 — 650 МэВ/с. При больших pt тензорная анализирующая способность отрицательна. Ау достигает больших величин при

Pt > 700 МэВ/с. При больших углах рассеяния в с.ц.м. Ау меняет знак в области поперечных импульсов 600-700 МэВ/с. В этой области необходимы дополнительные исследования для понимания природы такого поведения.

4. Впервые на станции внутреней мишени Нуклотрона ЛФВЭ с помощью поляриметра, основанного на реакции dp-yripyroro рассеяния на большие углы в с.ц.м., измерена векторная и тензорная поляризации пучка дейтронов при кинетической энергии 270 МэВ[8, 18, 21].

Показатели качества поляриметра Fy, Fyy и Fxx были оценены как ~ 1.0 • 10~4, ~ 1.8 • Ю-4 и ~ 0.8 • 10~4 соответственно, что сравнимо с аналогичным показателем качества для поляриметра, использованного в RIKEN на выведенном пучке.

Показана возможность использования реакции dp упругого рассеяния при энергии 880 МэВ для измерения поляризации дейтронного пучка на внутренней станции Нуклотрона методом выделения событий по энергетическим потерям частиц в сцинтилляторах и разнице времен пролета при углах рассеяния 60°-90°[8, 12, 17, 18, 21] в с.ц.м.

Результаты измерений Ау и Ауу при Та —2000 МэВ также говорят о возможности проведения эффективной поляриметрии при данной энергии, однако необходимо провести дополнительные, более точные измерения.

В приложении приведены соотношения для компонент поляризации пучка и определение поляризационных наблюдаемых для dp упругого рассеяния.

Литература

1. Kurilkin Р. К. et al. Analyzing powers measurement for d-p elastic scattering at the Internal Target Station of Nuclotron // International Journal of Modern Physics A. 2009. Vol. 24. Pp. 530-533.

2. Kurilkin P. K. et al. Measurement of the vector and tensor analyzing powers in dp elastic scattering at the energy of 880 MeV // Eur. Phys. J. ST. 2008. Vol. 162. Pp. 137-141.

3. Kurilkin P. K. et al. Measurement of the vector and tensor analyzing powers in dp elastic scattering at the energy of 880 and 2000 MeV // Материалы 12-й научной конференции молодых ученых и специалистов, Дубна, ISBN 978-5-9751-0045-0. 2008. Pp. 215-218.

4. Kurilkin Р. К. et al. The angular dependence of the vector and tensor analyzing powers in dp elastic scattering at the energy 880 MeV // Материалы 11-й научной конференции молодых ученых и специалистов , Дубна, ФГУП ГНЦ РФ-ВНИИгеосистем, Москва. 2007. Pp. 123-126.

5. Kurilkin Р. К. et al. Angular distribution of vector and tensor analyzing powers in dp elastic scattering at energy 880 MeV // XII Advanced Researcg Workshop on High Energy Spin Physics (DSPIN2007): Proc. of the XII-th WORKSHOP ON HIGH ENERGY SPIN PHYSICS, Dubna, 3-7 September, 2007. 2008. Pp. 305-308.

6. Kurilkin P. K. et al. Measurement of the vector and tensor analyzing powers in dp elastic scattering at the energy of 880 MeV // Relativistic Nuclear Physics and Quantum Chromodynamics: Proc. of the XVIII International Baldin Seminar on High Energy Physics Problems, Dubna, 25-30 September, 2006. Vol. 2. 2008. Pp. 371-376.

7. Kurilkin P. K. et al. Analyzing powers measurements for d-p elastic scattering at the energies 880 and 2000 MeV // Relativistic Nuclear Physics and Quantum Chromodynamics: Proc. of the XIX International Baldin Seminar On High Energy Physics Problems, Dubna, 29 September-4 October, 2008. Vol. 2. 2008. Pp. 46-52.

8. Kurilkin P. K. et al. Deuteron beam polarimetry at the internal target station at Nuclotron-M at GeV energies // XIII Advanced Researcg Workshop on High Energy Spin Physics (DSPIN2009): Proc. of XIII Workshop on High Energy Spin Physics, Dubna, 1-5 September, 2009. 2010. Pp. 411-415.

9. Ladygin V. P., ..., Kurilkin P. K. et al Recent results from JINR-VBL-HE on spin effects in few-nucleon systems // Czech.J.Phys. 2006. Vol. 56. Pp. F135-F150.

10. Janek M., ..., Kurilkin P. K. et al. Status of the investigation of the spin structure of d, 3H, and 3He at VBLHE using polarized and unpolarized deuteron beam // Physics of Atomic Nuclei 2008. Vol. 71, no. 9. Pp. 1495-1501.

11. Suda K., ..., Kurilkin P. K. et al. Analyzing Power Measurement for the Deuteron-Proton Elastic Scattering at 2.0 GeV // CNS-Rep-76. 2007.

12. Suda K., ..., Kurilkin P. K. et al. Development of deuteron polarimeter at Internal Target Station of Nuclotron // Proceedings of the 17th International Spin Physics Symposium. AIP Conference Proceedings. 2007. Vol. 915. Pp. 920-923.

13. Janek M., ..., Kurilkin P. K. et al. Status of light nuclei spin structure investigation at VBLHE // Relativistic Nuclear Physics: from Hundreds of MeV to TeV: Proc. of the 9th International Workshop ( Modra-Harmonia, Slovakia, 22-27 May, 2006), Dubna, JINR. 2006. Pp. 119-133.

14. Suda K., ..., Kurilkin P. K. et al. Measurement of analyzing powers for d-p elastic scattering at the Internal Target Station of the Nuclotron / / NEW FACET OF THREE NUCLEON FORCE - 50 YEARS OF FUJITA MIYAZAWA THREE NUCLEON FORCE (FM50): Proceedings of the International Symposium on New Facet of Three Nucleon Force. AIP Conference Proceedings. Vol. 1011. 2008. Pp. 241-246.

15. Ladygin V. P., ..., Kurilkin P. K. et al. Recent results on few-nucleon systems: Investigation from VBLHE-JINR11 Few-Body Systems. 2008. Vol. 44. Pp. 45-48.

16. Ladygin V. P., ..., Kurilkin P. K. et al. Recent result from polarization experiment at the LHEP-JINR Accelerator // AIP, AIP Conf. Proc. 2008. Vol. 1056. Pp. 420-427.

17. Uesaka Т., ..., Kurilkin Р. К. et al. Deuteron beam Polarimeter in the Nuclotron ring and analyzing power for the d-p elastic scattering at 880 MeV // GNS Report (CNS-Rep- 79). 2009.

18. Kurilkin P. K. et al. Поляриметрия дейтронов на внутренней мишени Нуклотрона // Тринадцатая научная конференции молодых ученых и специалистов: Труды конференции, Дубна, ОИЯИ, ISBN 978-5-9751-0077-1. 2009. Pp. 76-79.

19. Ladygin V. P., ..., Kurilkin P. K. et al. Recent results from VBLHE-JINR on few nucleon systems structure // Relativistic Nuclear Physics and Quantum Chro-modynamics: Proc. of the XVIII International Baldin Seminal on High Energy Physics Problems, Dubna, 25-30 September, 2006. Vol. 2. 2008. Pp. 339-352.

20. Ladygin V. P...... Kurilkin P. K. et al. Study of 2N and 3N short-range correlations at Nuclotron-M // Relativistic Nuclear Physics and Quantum Chromody-namics: Proc. of the XIX International Baldin Seminar On High Energy Physics Problems, Dubna, 29 September-4 October, 2008. Vol. 2. 2008. Pp. 67-73.

21. Ladygin V. P., ..., Kurilkin P. K. et al. Short-range correlation studies in collisions of polarized nuclei at Nuclotron-M // EPJ Web of Conferences. 2010. Vol. 3, no. 04004.

Получено 2 ноября 2010 г.

9

Отпечатано методом прямого репродуцирования с оригинала, предоставленного автором.

Подписано в печать 03.11.2010. Формат 60 х 90/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,43. Уч.-изд. л. 1,27. Тираж 100 экз. Заказ № 57147.

Издательский отдел Объединенного института ядерных исследований 141980, г. Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6. E-mail: publish@jinr.ru www.jinr.ru/publish/

Введение.

Глава 1. Постановка эксперимента на станции внутренней мишени Нуклотрона.

1.1. Получение поляризованных дейтронных пучков.

1.2. Общая схема измерения.

1.3. Станция внутренней мишени.

1.4. Экспериментальная установка.

1.5. Сцинтилляционные счетчики.

1.5.1. Триггер и система сбора данных.

Глава 2. Определение поляризации пучка.

2.1. Выделение dp— упругих событий.

2.2. Анализирующие способности dp— упругого рассеяния при энергии 270 МэВ.

2.3. расчет компонент поляризации дейтронного пучка

Глава 3. Анализирующие способности реакции dp— упругого рассеяния.

3.1. Выделение dp— упругих событий при энергиях 880 и 2000 МэВ.

3.2. Получение анализирующих способностей реакции dp— упругого рассеяния.

Глава 4. Результаты.

4.1. Анализирующие способности dp— упругого рассения в рамках различных теоретических моделей.

4.2. Поляриметрия дейтронных пучков при промежуточных и высоких энергиях.

Исследование ядерных реакций с участием дейтронов всегда играло важную роль в развитии представлений о структуре ядра и динамике ядерных взаимодействий. На новом этапе развития ядерной физики изучение процессов с участием дейтрона, несомненно, поможет решить многие современные, теперь уже релятивистские проблемы ядерной физики, связанные с исследованием нуклон-нуклонного взаимодействия при высоких энергиях, структуры легких ядер на малых межнуклон-ных расстояниях, механизмов рождения мезонов и барионных резонан-сов.

В настоящее время накоплено множество данных о дейтроне, полученных на пучках электронов и адронов. Результаты исследования электромагнитной структуры дейтрона представлены в трех больших обзорах[1-3]. Особенность исследований дейтрона на пучках электронов состоит в том, что они нацелены главным образом на выявление внутренней структуры дейтрона в области относительно малых расстояний или, что тоже самое, в области больших относительных импульсов нуклонов. Важными достижениями здесь являются обнаружение мезонных степеней свободы в ядре и выявление явно релятивистских эффектов.

В процессах взаимодействия релятивистских дейтронов с нуклонами и ядрами также решаются проблемы структуры дейтрона на малых расстояниях. При этом точность получаемых результатов сравнима с точностью, достигнутой в экспериментах на пучках электронов[4]. Поэтому роль таких исследований очень велика для установления реальной картины того, что происходит в дейтроне на малых расстояниях. С другой стороны, изучение столкновений именно релятивистских дейтронов с нуклонами и ядрами исключительно важно для выяснения фундаментальных вопросов релятивистского описания быстро движущихся составных объектов.

В нерелятивистской физике дейтрон является простейшей слабосвязанной системой двух нуклонов. Такие характеристики дейтрона как энергия связи, квадрупольный и магнитный моменты среднеквадратичный радиус хорошо измерены экспериментально. Нерелятивистская волновая функция дейтрона (ВФД), полученная из уравнения Шредин-гера, зависит только от относительного импульса нуклонов. Компонентами ВФД являются Б- и О- состояния. В симметричном Б- состоянии спин дейтрона определяется спинами нейтрона и протона, в то время как для Б- состояния спины нуклонов ориентированы противоположно спину дейтрона. Параметры волновой функции дейтрона определяются путем решения уравнения Шредингера для потенциалов, построенных таким образом, чтобы описать данные по нуклон-нуклонному рассеянию при энергиях ниже порога образования пионов. Современные модели потенциалов дают хорошее описание данных по N АГ— рассеянию при энергиях ниже 350 МэВ, включая статические характеристики дейтрона. При малых импульсах относительного движения нуклонов в дейтроне, соответствующих большим расстояниям между ними, эти модели дают почти одинаковые результаты. Они начинают различаться по своей структуре на малых расстояниях, предсказывая различные высокоимпульсные компоненты волновой функции дейтрона. Б-состо-яние, в отличие от Б-состояния является доминирующим при малых импульсах нуклона. С увеличением энергии дейтрона релятивистские эффекты начинают играть все большую роль на малых межнуклонных расстояниях.

• В последние годы активно развиваются два подхода к анализу столкновений релятивистских адронов. Один из них, получивший название релятивистской квантовой механики[5, 6], сводится к введению такого прямого взаимодействия между нуклонами и кварками, при котором Гамильтонов аппарат оказывается релятивистски инвариантным. Во втором подходе реализуются идеи, похожие на заложенные в уравнения Бете-Солпитера и Дайсона. Важным ограничением этого подхода, несмотря на несомненную его значимость, является повидимо-му неизбежная необходимость определенного расписывания неприводимых диаграмных блоков[7-9]. Важной для понимания физики релятивизма является старая работа Дирака[10], в которой были введены концепции динамик.

В релятивистской квантовой механике ВФД зависит не только от относительного импульса движения нуклонов внутри системы д, но и от импульса движения центра самой системы р. В пределе бесконечного импульса происходит смена зависимости от импульса на зависимость от направления п = р/р. В этом случае ВФД является функцией переменных и п. Ещё одно достоинство рассмотрения ВФД в системе бесконечного импульса или на световом фронте[10-12] связано с вымиранием диаграмм, описывающих флуктуации вакуума.

Недостатком этих подходов является отсутствие релятивистской инвариантности, особенно сильно проявляющимся при построении состояний со спином. В минимальной схеме релятивизации[10, 11, 13], основанной на динамике на световом фронте, аргументы нерелятивистской ВФД заменяются, с соответствующей перенормировкой, на переменную светового фронта. Такая релятивистская ВФД так же как и нерелятивистская определяется Б- и Б- компонентами, зависящими от одной переменной.

На протяжении последних десятилетий несколькими экспериментальными группами были накоплены данные по поляризационным наблюдаемым в pd и nd-упругом рассеяниях в широком диапазоне энергий 65-1000 МэВ/нуклон [14-36]. Большая их часть< получена для энергий ниже порога образования пионов. Основной интерес в этой области был связан с тестированием различных моделей двухнуклонного (2JV) взаимодействия и обнаружения эффекта трехнуклонных сил (3 NF).

Одно из направлении экспериментальной,программы КУ1- (Гронин-ген, Нидерланды) связано/ с получением высокоточных данных в процессах малонуклонного рассеяния ниже порога образования: пионов. Целью программы является: изучение особенностей 2N w 3N взаимодействий в сравнении с предсказаниями вычислений, использующих различные нуклон-нуклонные потенциалы, и моделей, основанных на; обобщении киральной-симметрии; С'этой целью измерялись сечение и анализирующие способности в процессах малонуклонного рассеяния; Данная программа KVI направлена, главным образом, на объяснение трех и четырех-нуклонных систем в исследованиях реакций р-| d, d+p и; d-rd с поляризованными.протонными и дейтронными, пучками. Примерно 10 лет, назад Витала и др. предложили искать эффект проявления 3NF в минимуме упругого протон-дейтронного5 рассеяния [21]. Для изучения этого эффекта в KVI был выполнен ряд измерений. при различных-, энергиях налетающего протонного пучка. Результаты по сечению и векторной анализирующей способности в упругом5, pd рассеянии;при' различных энергиях налетающего протонного пучка опубликованы в. [17]. Данные соответствуют угловой области 30° —170° и энергиям пучка 108, 120,135, 150, 170 и 190 МэВ. Полученные результаты сравнивались с различными теоретическими вычислениями, учитывающими; эффект 2NF и 3NF. В расчетах авторами использовались Аргонская-У18[37], Наймегенская-1, и Наймегенская-Н[38], и

СБ-Боннская[39] 2N силы. Для всех 2NF дополнительно использовалась Таксон-Мельнбурская 99(ТМ99)[40] трехнуклонная сила, основанная на двухпионном обмене. Также были выполнены расчеты с использованием Аргонской-У18 [37] 2N силы и Урбанской-1Х[41] 3NF.

В угловой области 30° < Эс.т. < 60° наблюдаются небольшие отличия между теорией и данными, зависящие от энергии пучка. Кроме этого, отличие теоретических предсказаний от данных чуть больше систематических ошибок измерений. При Qc.m. > 60°, 2iV вычисления отличаются от расчетов, учитывающих ТМ99[40] 3NF. Вычисления, учитывающие только NN взаимодействие, не описывают данные в этой угловой области. Максимальное отличие между экспериментальными данными и нуклон-нуклонными расчетами наблюдаются при углах 130° < 0c.m. < 150°. Эта угловая область является частью области минимума сечения и местом, где ожидается проявление эффекта 3NF [21]. При низких энергиях, дополнительное использование 3NF или включение Д-изобары исключает эти различия. Для углов 60° < Qc.m. 150° и энергий < 150 МэВ/нуклон данные значительно лучше описываются полными (2NF + 3NF) вычислениями. Все модели трехнуклонных сил, использовавшиеся в вычислениях: ТМ99[40], Урбан екая-1Х[41] и явное возбуждение А- изобары, приводят к похожим результатам. При больших углах рассеяния, 0с.т. > 145°, вычисления, использующие любые 3NF описывают данные достаточно хорошо вплоть до энергий 135 МэВ/нуклон. С увеличением энергии пучка при углах рассеяния около 9с.т. ~ 130° наблюдается отличие данных от вычислений.

Векторная анализирующая способность реакции 2Н(р, dp) была измерена также при шести энергиях налетающего пучка. Сравнивая данные и теоретические предсказания для каждой энергии можно заметить, что они слабо отличаюся при углах рассеяния в с.ц.м. меньше 40°. Причина кажущегося увеличения отличий с ростом энергии, по мнению авторов, возможно связана с Кулоновскими эффектами, а также с релятивистскими эффектами, не включенными должным образом в расчеты. При углах 40° < вс.т ^ 60°, в зависимости от энергии соударения, результаты 2ЫР и 2ЫЕ + ЭТУТ7, вычислений согласуются друг с другом и достаточно хорошо описывают данные. Начиная с 50°, расчеты с учетом ЗАГР и без них начинают отличаться друг от друга. Модели использующие только не воспроизводят данные.

При использовании ТМ99[40] силы или потенциала Урбана-1Х удается частично улучшить описание данных. Однако при больших углах, ©ст. ~ 130°, все модели также не воспроизводят экспериментальные данные. х

Относительно энергетической зависимости поведения векторной анализирующей способности Ау можно заметить смещение первого максимума и минимума к малым углам с ростом энергии, в то время как второй максимум остается неподвижным в районе Ос.т. ~ 150°. Теоретические вычисление предсказывают уменьшение значения минимума Ау с увеличением энергии, а форма поведения экспериментальных данных в области минимума сильно меняется. Это приводит к большим различиям между вычислениями и данными при больших энергиях и больших углах в с.ц.м., которые по величине примерно того же порядка, что и отклонения от расчетов с учетом только 2И потенциалов. Авторы отмечают интересный факт, заключающийся в том, что вычисления с

Аргонской-У18[37] и Урбанской-1Х[41] силами, которые, в основном, ос-1 * новываются на феноменологии, лучше описывают данные при высоких энергиях, в отличие от расчетов, использующих измененную Таксон-Мельнбурскую силу[40], удовлетворяющей киральной симметрии.

При сравнении энергетической зависимости сечения и векторной анализирующей способности для ©а1аь = 20°[17], соответствующего @с.т. ~ 139° с результатами вычислений 2К+ТМ99, Аргон-У18+ Ур-бана-1Х и СБ-Бонн+Д наблюдается увеличение отличий для обоих наблюдаемых. Кроме того, авторы акцентируют внимание на факте почти незаметного различия между данными по дифференциальному сечению и вычислениями с использованием различных моделей ЗNF. Однако векторная анализирующая способность достаточно разумно описывается только вычислениями с использованием СБ-Бонн+Д.

По мнению авторов, общие отличия для данных в области углов рассеяния « 130° — 150° при высоких энергиях налетающего пучка, которая соответствует кинематической области больших переданных импульсов, указывают на недостатки правильного включения в расчеты релятивистской динамики. Это также возможно служит намеком на отсутствие в рассмотрении спин-зависимой части при больших переданных импульсах, на эффекты более высоких порядков, неучтенных в вычислениях, таких как обмены р — 7г, р — р в случае ТМ99[40] и Урбанской-1Х[41] сил. По общему мнению авторов, рассмотрение трех-нуклонных наблюдаемых, таких как дифференциальное сечение и векторная анализирующая способность используя расчеты с учетом ЗАТР в дополнение к феноменологическим 2АГ потенциалам, хорошо работает при низких кинетических энергиях. Однако, при более высоких энергиях для больших углов необходимы дополнительные, более сложные подходы с другими типами 3АГР.

Экспериментальных данных по дифференциальному сечению рв, упругого рассеяния и анализирующей способности протона в энергетическом диапазоне ниже порога образования пиона накоплено большое количество. До измерений, выполненных в РИКЕН в 1995 году

42], данные по векторной и тензорным анализирующим способностям дейтрона охватывали диапазон энергий налетающего нуклона от 32 до 93.5 МэВ, из которых только пять выполнялись при энергиях выше 60 МэВ(66.5, 72, 78,86 and 93.5 МэВ)[43]. К сожалению, данные имеют большой разброс в значениях энергии налетающего, дейтрона (АЕ1£ь ~ 5 — 6 МэВ), большие ошибки полученных данных и ограниченную угловую область измерений. Данные по тензорной анализирующей способности Т20 при нескольких энергиях были набраны только при ©с.т. — 180°[44]. Измерения векторной анализирующей способности Ау выполнялись в ограниченном угловом диапазоне при 197 МэВ[45]. Старые же данные, полученные при энергиях 191 и 395 МэВ[46], имеют большие ошибки.

В рамках проекта с использованием поляризованных дейтронных пучков в RIKEN с помощью магнитного спектрометра "SMART"[47] были выполнены измерения векторной Ау и тензорных Ахх, Ауу и Axz анализирующих способностей в дейтрон-протонном упругом рассеянии при энергиях налетающего дейтронного пучкаЕ1£ь =140, 200 и 270 МэВ[23]. Часть данных была получена на пучковом поляриметре. Данные соответствуют широкой угловой области в системе центра масс от 10° до 180°. В этом же диапазоне углов при энергиях 140 и 270 МэВ было измерено сечение реакции. Полученные данные сравнивались с предсказаниями, полученными на основе различных ядерных сил для того, чтобы увидеть возможный эффект проявления 3NF и проверить современные модели трехнуклонных сил. Основываясь на сравнении данных с предсказаниями 2NF для большинства наблюдаемых обнаруживаются явные различия, особенно в центральной угловой области, которые увеличиваются с ростом энергии. Кроме этого, как видно из Рис. 1, наблюдается несоответствие данных по дифференциальному сечению pd упругого рассеяния полученные в RIKEN[24] и KVI[16].

50.0

10.0 5.0

1.0 0.5

0.1

0 во 120 180

0с». (deg)

Рис. 1. Дифференциальное сечение pd упругого рассеяния при энергии 135 МэВ/нуклон. Светлая полоса содержит предсказания только 2iVF(AV18,CD-Bonn, Njimegen I и II). Темная полоса соответствует результатам использования ТМ99 3NF совместно с 2NF. Расчеты Урбанской-IX совместно с AV18 показаны сплошной линией. Пунктирной и точечными линиями представлены результаты релятивистских и нерелятивистских вычислений методом решения уравнений Фаддеева с использованием AV18 2NF. Символами обозначены данные, полученные в различных экспериментах.

Учет 3NF (ТМ[48], ТМ99[40] и Урбанской-1Х[41]) позволяет получить согласие с экспериментальными данными для сечения. То же самое наблюдается для векторной анализирующей способности Ау при 200 и 270 МэВ. При 140 МэВ 3NF дают предсказания, несколько отличающиеся от данных. Авторы указывают на возможную роль Кулонов-ского эффекта. Для тензорных анализирующих способностей ситуация отличается. Результаты расчетов с использованием Таксон-Мельнбур-ской 3iVF[48] резко меняются по отношению к 2N расчетам, однако, по сравнению с другими моделями(ТМ99 и Урбанской-ГХ), её использование приводит к наименьшему соответствию с данными. ТМ99[40] и Урбанская-1Х[41] силы в основном дают похожее описание данных. Эффект всех трехнуклонных сил зависит от угла рассеяния и увеличивается с возрастанием энергии. Авторы отмечают, что полученные результаты явно демонстрируют недостатки в спин-зависимой части существующих в настоящее время моделей ЗАГР.

При энергии 135 МэВ/нуклон в ШКЕИ были измерены коэффициенты передачи поляризации от дейтрона к протону+ р —р + д) в угловом диапазоне ©с.т. = 90° — 180°[49]. В области минимума сечения здесь также наблюдаются отличия между данными и теоретическими предсказаниями, основанными только на 2АГ силах. Учет любых трехнуклонных сил основанных на двухпионном обмене приводит к исчезновению различия с данными по коэффициентам передачи поляризации Ку'х — КУ'у). Однако в случае К^ и вычисления не описывают экспериментальные данные.

В И-СИР были измерены данные по сечению, анализирующей способности протона и коэффициентам передачи поляризации протона в р<1 упругом рассеянии при кинетической энергии 250 МэВ[33]. В с.ц.м. данные по дифференциальному сечению и анализирующей способности соответствуют угловой области 10° — 165°, в то время как коэффициенты передачи поляризации протона охватывают диапазон углов 10° — 95°. Данные были сравнены с теоретическими предсказаниями, основанными на точном решении трехчастичных уравнений Фаддеева, с использованием современных 2А^ потенциалах и ЗАГР, таких как ТМ[48], ТМ99[50] и Урбанская-1Х[41]. С учетом Таксон-Мельнбурской ЗА^Р сечение лучиь, описывается при углах ©с.тп. > 70°. Это подтверждает факт существования ЗА1Т из систематического анализа энергетической зависимости данных по сечению. Учёт ТМ99[50] и Урбанской-1Х[41] ЗNF также приводит к хорошему согласию с данными. Однако при углах, больших 120° в с.ц.м., наблюдается некоторое расхождение между экспериментальными данными и расчетами. Совершенно другая картина наблюдается при анализе ф рассеяния при энергии 135 МэВ/нуклон [23], где Таксон-Мельнбурская и Урбанская трехнуклонные силы хорошо описывают данные даже при больших углах в с.ц.м. Кроме того авторы отмечают, что вычисления с ЗNF и без них недооценивают данные при передних углах, где эффект трехнуклонных сил мал. Такое различие они связывают с релятивистскими эффектами, которые не были учтены в их нерелятивистских вычислениях. Векторная анализирующая способность хорошо описывается 2NF вычислениями только при углах, меньших 60°. Экспериментальные данные по анализирующей способности меняют знак при 120°, в то время как вычисления, использующие только двухнуклонные силы, предсказывают такое поведение вблизи 140° в с.ц.м. В угловой области 60°-120° предсказания по величине явно превышают экспериментальные данные. Учет ТМ ЗNF улучшает описание данных только вблизи минимума Эст — 60° — 100°. Это противоречит результатам для векторной анализирующей способности[23], где учет ТМ[48] З-Л/7*1 хорошо воспроизводит данные не только в минимуме, но также и при больших углах в с.ц.м. Согласие с экспериментальными данными не улучшается даже с использованием ТМ99[50] и Урбанской-1Х[41] ЗЛ^. Коэффициенты передачи поляризации в горизонтальной плоскости(К^, К^и Кдостаточно хорошо описываются вычислениями с использованием 2ИР. Учет ТМ ЗЫЕ ухудшает соответствие расчетов с экспериментальными данными. Использование ТМ99[50] и Урбанской-1Х[41] трехнуклонных сил не приводит к такому большого эффекту и данные достаточно хорошо описываются. Для коэффициента передачи поляризации в вертикальной плоскости Ку' вычисления с использованием ТМ[48] и, особенно, Урбанской-1Х[41] ЗЛ^Р обеспечивают наилучшее согласие с экспериментальными данными. По мнению авторов[23], все это явным образом указывает на отсутствие правильного описания спиновой части современных моделей ЗЛГР.

Переход к большим энергиям возможно позволит получить ответ на вопрос о том, как фундаментальные степени свободы сильного взаимодействия могут проявляться на расстояниях сравнимых с размерами нуклона. С точки зрения КХД на таких расстояниях происходит переход от традиционной нуклон-мезонной картины ядра к ситуации, когда нуклоны теряют свою индивидуальность и возможно проявление ненуклонных: кварк-глюонных и барион-барионных степеней свободы в ядрах. При больших энергиях и поперечных импульсах работают правила кваркового счета (ПКС) [51, 52]. ПКС предсказывают, что энергетическая зависимость сечения двухчастичной эксклюзивной реакции АВ —> СБ может быть представлена как, сЬТМАВ-М, = Щф (1) б где переменные Мандельштама я и £ - квадраты полной энергии и переданного-импульса в е-канале соответственно Полное число элементарных составляющих адронов, участвующих в реакции обозначено символом п и п — 2 = 16 для дейтрон протонного упругого рассеяния. Величина /г(0) зависит от динамики процесса.

Сечение реакций йр —>• ф[53] и сИ —» 3Неп(3Нр) при больших поперечных импульсах уменьшается с ростом энергии с показателем степени в соответствии с ПКС, начиная с кинетической энергии дейтрона примерно 500 МэВ[54]. Асимптотическое поведение сечение реакции фото-расщепления дейтрона, рп, при больших углах в с.ц.м.[55] при энергиях до 5.5 ГэВ находится в согласии с предсказаниями ПКС. Поведение формфактора дейтрона уже при О2 ~ 1.5 (ГэВ/с)2 согласуется с ПКС.

При более высоких энергиях данные по дифференциальному сечению протон-дейтронного упругого рассеяния, полученные в период с 1966 по 1991 гг., охватывают области энергий 425 - 1500 МэВ/нуклон[56-61]. Измерение дифференциального сечения и анализирующей способности рв, упругого рассеяния при кинетической энергии протонного пучка 800 МэВ проводилось в области углов рассеяния в с.ц.м 14.1° - 153.6°[58]. Авторы отмечают, что поведение сечения в зависимости от квадрата переданного четырех-импульса(£) не должно зависеть, в соответствие с Глауберовской теорией[62], от энергии протонного пучка. При сравнеьии с данными[56, 57, 60], это наблюдается для —£ < 0.5 ГэВ2/с2. В Брукхевенской национальной лаборатории получены данные по сечение протон-дейтронного упругого рассеяния при больших значениях переданного 4-импульса при энергиях налетающего от 1.0 до 2.0 ГэВ[60, 61]. Для энергий протонного пучка 1.0, 1.3 и 1.5 ГэВ, дифференциальное сечение реакции измерено в области значений —£ от 2.6 до 5.0 (ГэВ/с)2, соответствующих косинусам угла рассеяния в с.ц.м. (со8ЭС77г.) от -0.9 до -0.5. При энергии 2 ГэВ, данные охватывают область со80с.т. с -0.875 до -0.565. Годом позже здесь же были выполнены измерения сечения протон-дейтронного упругого рассеяния при энергии 1 ГэВ в области углов рассеяния в с.ц.м. 10р-170°[59]. Абсолютное дифференциальное сечение рв, упругого рассеяния было измерено при энергиях 641.3 и 792.7 МэВ в угловом диапазоне 35°-115° и 35°-140° соответственно[57]. Представленные данные хорошо описываются с помощью релятивистских вычислений в рамках модели многократного рассеяния[63], в то время как релятивистское импульсное приближение не воспроизводит экспериментальные результаты [64].

Описание реакций нуклон-дейтронного (N(1) взаимодействия выше порога нуклон-нуклонного неупругого рассеяния сталкивается с нетривиальными трудностями в области больших переданных импульсов при энергии налетающего протона больше 200 МэВ в лабораторной системе отсчета. Первая проблема состоит в том, что до настоящего момента не существует достаточно надежной количественной модели NN взаимодействия выше порога неупругого рассеяния. Все существующие модели, претендующие на описание данных двухну к лонного рассеяния до энергий порядка 1 ГэВ, делают это полуфеменологическим образом[65, 66]. Вторая трудность состоит в том, что это не обычная проблема трех тел. Нуклонная изобара и мезонные степени свободы начинают играть важную роль и маскировать эффекты от короткодействующих двухнуклонных взаимодействий[67]. И'наконец; последняя, но не менее важная проблема заключается в достаточно больших компьютерных трудностях в проведении релятивистских вычислений методом ренения уравнений Фаддеева при высоких энергиях[68, 69]. Поэтому, существующие теоретические подходы упругого N(1 рассеяния' при промежуточных энергиях затрагивают в основном только большие углы рассеяния в с.ц.м. где вклад короткодействующей компоненты ВФД, как ожидается, наиболее существенен. Общепринятым подходом при этих энергиях является формализм многократного рассеяния, где двухчастичная N(1 амплитуда раскладывается по порядкам матрицы NN рассеяния. При отсутствии достоверного потенциала 2Л7" взаимодействия при энергиях порядка ГэВ ¿- матрица обычно берется "на-энергетической"поверхности[70]^ либо экстраполируется во "вне-энергетическую"[71]. Таким образом, ВФД в этих моделях содержит информацию только о NN взаимодействии.

В последние два десятилетия делались многочисленные попытки описать NN взаимодействие на малых и промежуточных расстояниях методами КХД[72-76]. Преимущество кварковых моделей заключается в том, что для описания процессов с участием адронов может быть использовано только несколько физически значимых параметров и существует возможность непосредственного учета основных симметрии КХД. Большинство этих попыток сфокусированы только на упругом NN рассеянии при весьма низких энергиях или на низших парциальных волнах и непригодны для многочастичных вычислений. Тем не менее, некоторые особенности малонуклонных систем могут быть исследованы с помощью кварковых моделей. Главным образом, это касается структуры дейтрона и трехнуклонного связанного состояния на малых расстояниях. Одной из успешных моделей, основанной на фундаментальных принципах симметрии КХД, является дибарионная модель (ДБМ)[76, 77].

В работе[78] N(1 упругое рассеяние рассматривается как возможный способ сравнения двух различных ВФД, одна из которых вычисляется из СО-Боннского NN потенциала[39], другая - результат ДБМ[76]. Вычисления[78] основаны на формализме оптического потенциала. Разложение многократного рассеяния используется для получения оптического потенциала, включающего механизм однонуклонного обмена, члены однократного и двухкратного рассеяний. Для описания NN части используется модельно-независимый метод, в котором нуклон-нуклон-ная ¿-матрица полагается локальной и берется "на массовой поверхности однако, в противоположность общему импульсному приближению, она по-прежнему зависит от внутреннего импульса нуклона.

Результаты вычислений с использованием двух вышеупомянутых '

ВФД приводятся для поляризационных наблюдаемых Ау, Ayyi Ахх и Azz и дифференциального сечения при энергиях 270 и 880 МэВ[78]. Анализирующие способности и сечение в дейтрон-протонном упругом рассеянии сравниваются с экспериментальными данными при 270 МэВ[23]. При данной энергии отличия в расчетах того же порядка, что и различия между расчетами и экспериментальными данными. Результаты вычислений для сечения реакции практически совпадают с расчетами в рамках решения уравнений Фаддеева без учета 3NF. Недооценка сечения в области минимума сечения является общей чертой,таких вычислений. Результаты по анализирующим способностям дейтрона хорошо согласуются с экспериментальными данными, и, как отмечает автор[78], даже учет 3NF при решении уравнений Фаддеева лишь частично приводит к успешному описанию поляризационных наблюдаемых. Совершенно иная картина наблюдается при сравнении расчетов при энергии 880 МэВ. Обе модели дают практически одинаковый результат по анализирующие способностям реакции только при углах рассеяния меньших 50° в с.ц.м., где переданный импульс небольшой. При больших углах результаты расчетов сильно различаются между собой. Обе модели одинаково описывают сечение дейтрон-протонного упругого рассеяния до 80° в с.ц.м. По мнению автора[78], результаты вычислений показывают что^ сечение dp упругого рассеяния нечувствительно к виду волновой функции дейтрона при углах рассеяния близких к 18СР в с.ц.м. Максимальное различие для сечения между расчетами, использующими CD-Боннскую дейтронную волновую функцию и ту, которая является ре?ультатом дибарионной модели, наблюдается в области минимума.

Для описания нуклон-нуклонных данных при энергиях 1 ГэВ и выше делались неоднократные попытки [79-83], однако все они очень хорошо описывают данные только для низших фаз нуклон-нуклонного рассеяния. Уже при энергиях NN взаимодействия порядка нескольких сотен МэВ важную роль начинают играть релятивистские эффекты. Релятивистская квантовая теория, включающая релятивистскую кинематику, преобразования Лоренца и релятивистскую теорию спина может и должна быть применена к малочастичному рассеянию. Основные принципы теории были сформулированы в статье [84], где были развиты работы Дирака [10], Вигнера [85], Фолди [86] и др. В статье [6] представлен обзор посвящённый релятивистской динамике. В последнее время релятивистская кинематика, эффект "буста"и Вигнеровское вращение были включены в трех-нуклонное уравнение Фадде ева [69, 87]. Полуфеменологический метод [71], основанный на параметризации волновой функции дейтрона и нуклон-нуклонных вершин был предложен для описания данных по дейтрон-протонному взаимодействию. Как правило, при промежуточных энергиях необходимо использовать релятивистскую волновую функцию дейтрона, поскольку относительный импульс двух нуклонов в дейтроне достаточно велик. В работах [88, 89] эти дейтронные волновые функции были получены решением уравнения Бланкенбеклера-Шугара. Однако, в этом приближении один из нуклонов берется на энергетической поверхности, что ограничивает применение этих ВФД. Два нуклона в дейтроне находятся на внеэнергетической поверхности для ВФД, полученной в результате решения уравнения Бете-Солпитера[9]. В данной статье [9] продемонстрирована важность применения релятивистской ВФД для описания дейтрон-протонного рассеяния назад.

Тем не менее, при энергиях порядка 1 ГэВ [71] возможно использование нерелятивистских ВФД, таких как Парижская [90], Боннская [91], СБ-Боннская [39] благодаря рассмотрению дейтрона в системе Брейта.

Это позволяет увеличить относительный импульс двух нуклонов в начальном и конечном состоянии. В работе [71] для описания поляризационных наблюдаемых дейтрон-протонного взаимодействия CD-Боннская ВФД использовалась как наиболее современная. Важно отметить, что для описания перехода из системы покоя дейтрона в систему Брей-та автор применил преобразование Лоренца и релятивистскую теорию спина. В результате ВФД стала иметь более сложную структуру, чем обычная нерелятивистская и зависеть от двух переменных. Метод, описанный в работе [71], был применен для описания экспериментальных данных по векторной Ау и тензорной Ауу анализирующим способностям для двух энергий. Получено хорошее согласие расчетов и экспериментальных данных при энергии 395 МэВ[46, 92] и приемлемое соответствие для 1200 МэВ[93]. Различие между предсказаниями и данными может быть связано с проблемами параметризации NN i-матрицы. В дальнейшем описание дейтрон-протонного рассеяния может быть улучшено с использованием более современных NN моделей.

Новые измерения анализирующих способностей Ау, Ауу и Ахх в дейтрон-протонном упругом рассеянии были выполнены на станции внутренней мишени на Нуклотроне ЛФВЭ ОИЯИ при энергиях дейтронно-го пучка 880 и 2000 МэВ[94-115]. Данные соответствуют области углов рассеяния в с.ц.м 60-140° и 60-90° для 880 и 2000 МэВ соответственно.

Целью диссертационной работы являлось изучение энергетической зависимости векторной Ау и тензорных Ауу, Ахх анализирующих способностей дейтрона в реакции дейтрон-протонного упругого рассеяния на большие углы в с.ц.м. для получения новой информации о спиновой структуре дейтрона на малых межнуклонных расстояниях. Также исследовалась возможность использования дейтрон-протонного упругого рассеяния для поляриметрии дейтронных пучков в диапазоне энергий

270-2000 МэВ.

Структура диссертационной работы состоит из введения и четырех разделов и заключения.

Основные результаты исследований, проведённых в диссертации, можно сформулировать следующим образом:

• Впервые на основе данных, полученных на внутренней мишени Нук-лотрона ЛФВЭ ОИЯИ, определены анализирующие способности Ау, Ауу и Ахх в реакции dp— упругого рассеяния на большие углы в с.ц.м. при кинетической энергии дейтрона 880 МэВ [94-114].

Результаты по анализирующим способностям сравнены с предсказаниями теоретических расчетов, выполненных в рамках различных подходов. Векторная Ау и тензорная Ауу анализирующие способности хорошо описываются вычислениями, основанными на решении уравнений Фаддеева с использованием CD-Боннского NN потенциала, и релятивистскими расчетами в рамках модели многократного-рассеяния с использованием CD-Боннской ВФД.

Вычисления на основе оптического потенциала с использованием ди-барионной ВФД описывают тензорную анализирующую способность Ауу только при больших углах рассеяния 0с.т. = 100° — 140°.

Для Ахх наблюдается резкое различие между экспериментальными данными и всеми предсказаниями при углах 0с.т. > 70°.

• На основе данных, полученных на Нуклотроне, выполнены измерения векторной Ау и тензорных Ауу и Ахх анализирующих способностей в dp— упругом рассеянии при энергии 2000 МэВ в области больших переданных импульсов (0.85 < — t < 1.75 (ГэВ/с)2).

Впервые получены данные по векторной Ау и тензорной Ауу анализирующим способностям при —t > 1.2(ГэВ/с)2[94, 96, 98, 100, 101, 104, 108, 109, 111, 114]. Наблюдается согласие между результатами измерений Ау и Ауу выполненными на Нуклотроне ЛФВЭ и ANL при 0.8 < -t < 1.2 (ГэВ/с)2.

• При фиксированных углах рассеяния в с.ц.м. в зависимости от поперечного импульса наблюдается смена знака Ауу при pt в районе ~ 600 — 650 МэВ/с. При больших рг тензорная анализирующая способность отрицательна. Ау достигает больших величин при pt > 700 МэВ/с. При больших углах рассеяния в с.ц.м. Ау меняет знак в области поперечных импульсов 600-700 МэВ/с. В этой области необходимы дополнительные исследования для понимания природы такого поведения.

• Впервые на станции внутреней мишени Нуклотрона ЛФВЭ с помощью поляриметра, основанного на реакции ф-упругого рассеяния на большие углы в с.ц.м., измерена векторная и тензорная поляризации пучка дейтронов при кинетической энергии 270 МэВ[101, 111, 114].

Показатели качества поляриметра Fy, Fyy и Fxx были оценены как ~ 1.0 • 10~4, ~ 1.8 • Ю-4 и ~ 0.8 ■ 10~4 соответственно, что сравнимо с аналогичным показателем качества для поляриметра, использованного в RIKEN на выведенном пучке.

Показана возможность использования реакции dp упругого рассеяния при энергии 880 МэВ для измерения поляризации дейтронного пучка на внутренней станции Нуклотрона методом выделения событий по энергетическим потерям частиц в сцинтилляторах и разнице времен пролета при углах рассеяния 60°-90°[101, 105, 110, 111, 114] в^ с.ц.м.

Результаты измерений Ау и Ауу при Т^ =2000 МэВ также говорят о возможности проведения эффективной поляриметрии при данной энергии, однако необходимо провести дополнительные, более точные измерения.

Настоящая работа выполнена в Лаборатории физики высоких энергий им В.Векслера и А.Балдина. ОИЯИ. Автор выражает благодарность дирекции лаборатории за оказанную поддержку. Огромную благодарность автор выражает В. П. Ладыгину за постановку темы диссертационной работы, большой вклад и постоянную помощь в ходе выполнения диссертационной работы. Автор глубоко признателен В. В. Глаголеву за поправки и конструктивную критику работы. Автор считает своим долгом выразить благодарность персоналам синхрофазотрона, ионного источника " ПОЛЯРИС", службы пучков и других служб обеспечения работы ускорительного комплекса за надежную и квалифицированную работу в ходе экспериментов в ЛФВЭ. Автор особо признателен Н. Б. Ладыгиной и М. А. Шихалеву за обсуждение теоретических вопросов.

Автор признателен сотрудникам лаборатории, оказавшим практическую помощь и всестороннюю поддержку: А. Н. Хренову, В. А. Краснову, С. Г. Резникову, А. Ю. Исупову, Т. А. Васильеву, А. К. Курилкину, А. С. Киселеву, С. М. Пиядину, Ю. В. Гурчину и А. Н. Ливанову. Автор тоже признателен японским коллегам, участвовавшим в эксперименте: Т. Уесака, К. Секигучи, Ю. Маеда, Н. Сакамото, К. Суда и Т. Саито.

И наконец, но в первую очередь, выражаю благодарность своим родителям Курилкиным Константину Витальевичу и Валентине Геннадьевне за постоянную поддержку в ходе написания диссертационной работы.

Заключение

1. Carlson С. Е., Hiller J. R., Holt R. J. Relativistic QCD view of the deuteron // Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 1997. Vol. 47. P. 395.

2. Garçon A/., Van Orden J. W. The Deuteron: Structure and Form Factors // Adv. Nucl. Phys. 2001. Vol. 26. P. 293.

3. Gilman R., Gross F. Electromagnetic structure of the deuteron //J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 2002. Vol. 28, no. 4. Pp. R37-R116.

4. Lehar F. Current Experiments Using Polarized Beams of the JINR LHE Accelerator Complex // JINR Preprint El-2001-238. Dubna. 2001.

5. Coester F. Null-plane dynamics of particles and fields // Prog. Part. Nucl. Phys. 1992. Vol. 29. Pp. 1-32.

6. Keister B. D., Polyzou W. N. Relativistic Hamiltonian dynamics in nuclear and particle p'nysics // Adv. Nucl. Phys. 1991. Vol. 20. Pp. 225-479.

7. Tjon J. A. Field theory based covariant models // AIP Conf. Proc. 1995. Vol. 334. P. 177.

8. Буров, В. В., Достовалов, В. H., Сусъков, С. Е. Мезонные обменные токи и упругое рассеяние электронов // Физика элементарных частиц и атомного ядра. 1992. Vol. 23, по. 3. Р. 721.

9. Kaptari L. P. et al. Relativistic effects in proton-induced deuteron break-up at intermediate energies with forward emission of a fast proton pair // Eur. Phys. J. A. 2004. Vol. 19. P. 301.

10. Dirac P. A. M. Forms of Relativistic Dynamics // Rev. Mod. Phys. 1949. Vol. 21. P. 392.

11. Weinberg S. Dynamics at Infinite Momentum // Phys.Rev. 1966. Vol. 150. Pp. 1313-1318.

12. Kogut J., Susskind L. M. The parton picture ofelementary particles // Phys.Rep. 1973. Vol. 8. Pp. 75-172.

13. Frankfurt L. L., Strikman M. I. High-energy phenomena, short-range nuclear structure and OCD // Phys.Rep. Vol. 76.

14. Bieber R. et al. Three-Nucleon Force and the Ay Puzzle in Intermediate Energy p + d and d + p Elastic Scattering // Phys.Rev.Lett. 2000. Vol. 84. P. 606.

15. Ermisch K. et al. Search for Three-Nucleon Force Effects in Analyzing Powers for pd Elastic Scattering // Phys.Rev.Lett. 2001. Vol. 86. P. 5862.

16. Ermisch K. et al. Systematic investigation of the elastic proton-deuteron differential cross sectionat intermediate energies // Phys.Rev. C. 2003. Vol. 68. P. 051001(R).

17. Ermisch K. et al. Systematic investigation of three-nucleon force effects in elastic scattering of polarized protons from deuterons at intermediate energies // Phys.Rev.C. 2005. Vol. 71. P. 064004.

18. Stephan E. et al. Vector and tensor analyzing powers of elastic deuteron-proton scattering at 130 MeV deuteron beam energy // Phys.Rev. C. 2007. Vol. 76. P. 057001.

19. Kalantar-Nayestanaki N. Study of three-nucleon system at KVI // Nucl.Phys.A. 2007. Vol. 790.

20. Ramazani-Moghaddam-Arani A. Cross-section and analyzing-power measurements in three and four-nucleon scattering // Prof. Diss. 2009.

21. Witala H. et al. Cross Section Minima in Elastic Nd Scattering: Possible Evidence for Three-Nucleon Force Effects // Phys.Rev.Lett. 1998. Vol. 81. Pp. 1183-1186.

22. Sakai H. et al. Precise Measurement of dp Elastic Scattering at 270 MeV and Three-Nucleon Force Effects // Phys.Rev.Lett. 2000. Vol. 84. P. 5288.

23. Sekiguchi K. et al. Complete set of precise deuteron analyzing powers at intermediate energies: Comparison with modern nuclear force predictions // Phys.Rev. C. 2002. Vol. 65. P. 034003.

24. Sekiguchi K. et al. Resolving the Discrepancy of 135 MeV pd Elastic Scattering Cross Sections and Relativistic Effects // Phys.Rev.Lett. 2005. Vol. 95. P. 162301.

25. Postma H., Wilson R. Elastic Scattering of 146-Mev Polarized Protons by Deuterons // Ph.ys.Rev. 1961. Vol. 121. P. 1129.

26. Amir-Ahmadi H. et al. Three-nucleon force effects in cross section and spin observables of elastic deuteron-proton scattering at 90 MeV/nucleon // Phys. Rev. C. 2007. Vol. 75. P. 041001 (R).

27. Kuroda K. et al. Etude experimentale de la diffusion elastique proton-deuton A 155 MeV // Nucl. Phys. 1966. Vol. 88. P. 33.

28. Mermod P. et al. Evidence for three-body force effects in neutron-deuteron scattering at 95 MeV // Phys. Rev. C. 2005. Vol. 72. P. 061002(R).

29. Igo G. et al. Large-angle elastic scattering of deuterons from hydrogen: Tk = 433, 362 and 291 MeV // Nucl. Phys. A. 1972. Vol. 195. P. 33.

30. Adelberger R. E., Brown C. N. p-d Elastic Cross Section and Polarization at 198 MeV // Phys. Rev. D. 1972. Vol. 5. Pp. 2139-2142.

31. Shimizu H. et al. Analyzing powers and cross sections in p-d elastic scattering at 65 MeV // Nucl. Phys. A. 1982. Vol. 382. P. 242.

32. Hatanaka K. et al. pd scattering at 250 MeV and three-nucleon forces // Eur. Phys. J. A. 2003. Vol. 18. Pp. 293-296.

33. Hatanaka K. et al. Cross section and complete set of proton spin observables in pd elastic scattering at 250 MeV // Phys. Rev. C. 2002. Vol. 66. P. 044002.

34. Stephenson E. J., Witala H., Glokle W. et al. Indications of three-nucleon force effects in the proton analyzing power for 70-200 MeV p+d elastic scattering // Phys.Rev. C. 1999. Vol. 60. P. 061001.

35. Tamii A. et al. Measurement of pd elastic scattering at Ep— 392 MeV differential cross section and various spin observables - // FB18 Book of Abstracts. 2006. P. 233.

36. Tamii A. et al. Measurement of cross section and various spin observables in the pd elastic scattering at 392 MeV // AIP. Conf. Proc. 2007. Vol. 915. Pp. 765-768.

37. Wiringa R. B. et al. Accurate nucleon-nucleon potential with charge-independence breaking // Phys. Rev. C. 1995. Vol. 51. P. 38.

38. Stoks V. G. J. et al. Construction of high-quality NN potential models // Phys. Rev C. 1994. Vol. 49. P. 2950.

39. Machleidt R. High-precision, charge-dependent Bonn nucleon-nucleon potential // Phys. Rev. C. 2001. Vol. 63, no. 2. P. 024001.

40. Coon S. A., Han H. K. Reworking the Tucson-Melbourne Three-Nucleon Potential // Few-Body Systems. 2001. Vol. 30. P. 131.

41. Rudliner B. S. et al. Quantum Monte Carlo calculations of nuclei with A< 7 // Phys. Rev. C. 1997. Vol. 56. Pp. 1720-1750.

42. Sakamoto N. et al. Measurement of the vector and tensor analyzing powers for the d-p elastic scattering at Ed = 270 MeV // Phys. Lett. B. 1996. Vol. 367. Pp. 60-64.

43. Witala H. et al. Complete set of deuteron analyzing powers in deuteron-proton elastic scattering: Measurement and realistic potential predictions // Few-Body Systems. 1993. Vol. 15. P. 67.

44. Arvieux J. et al. Tensor Analyzing Power in d-p Scattering at Backward Angles for Deuteron Energies 0.3 to 2.3 GeV // Phys. Rev. Lett. 1983. Vol. 50. P. 19.

45. Cadman R. V. et al. Evidence for a Three-Nucleon-Force Effect in Proton-Deuteron Elastic Scattering // Phys. Rev. Lett. 2001. Vol. 86. P. 967.

46. Garçon M. et al. Measurements of vector and tensor analysing powers for 191 and 395 MeV deuteron scattering // Nucl. Phys. A. 1986. Vol. 458. P. 287.

47. Ichihara T. et al. Spin-Isospin Resonances Observed in the (d,2He) and (12C,12N) Reactions at E/A = 135 MeV // Nucl. Phys. A. 1994. Vol. 569. P. 287.

48. Coon S. A., Friar J. L. Pionic retardation effects in two-pion-exchange three-nu-cleon forces // Phys. Rev. C. 1996. Vol. 34. P. 1060.

49. Sekiguchi K. et al. Polarization transfer measurement for lH(d,p)2H elastic scattering at 135 MeV/nucleon and three-nucleon force effects // Phys. Rev. C. 2004. Vol. 70. P. 014001.

50. Kamada H., Huber D., Nogga A. The c -Term of the Tucson-Melbourne Three-Body Force: To Be or Not to Be // Few-Body Systems. 2001. Vol. 30. P. 121.

51. Brodsky S. J., Farrar G. R. Scaling Laws at Large Transverse Momentum // Phys. Rev. Lett. 1973. Vol. 31. P. 1153.

52. Matveev V. A., Muradyan R. M., Tavkhelidze A. N. Automodellism in the large-angle elastic scattering and structure of hadrons // Lett. Nuovo Cim. 1973. Vol. 7. P. 719.

53. Berthet P. et al. Elastic proton-deuteron backward scattering at energies from 0.6 to 2.7 GeV // J. Phys. G.: Nucl. Phys. 1982. Vol. 8. P. Llll.

54. Uzikov Y N. Indication of asymptotic scaling in the reactions dd —> p3H, dd —» n3He, and pd ->• pd // JETP. Lett. 2005. Vol. 81, no. 7. Pp. 303-306.

55. Bochna C. et al. Measurements of Deuteron Photodisintegration up to 4.0 GeV // Phys. Rev. Lett. 1998. Vol. 81. Pp. 4576-4579.

56. Both N. E. et al. Proton-Deuteron Elastic Scattering at 1.0 GeV/c // Phys. Rev. D. 1971. Vol. 4. P. 1261.

57. Gulmez E. et al. Absolute differential cross section measurements for proton-deuteron elastic scattering at 641.3 and 792.7 MeV // Phys. Rev. C. 1991. Vol. 5. Pp. 2067-2076.

58. Winkelmann E. et al. Proton-deuteron elastic scattering at 800 MeV // Phys. Rev. C. 1980. Vol. 21. P. 2535.

59. Bennet G. W. et al. Proton-Deuteron Scattering at 1 BeV // Phys. Rev. Lett. 1967. Vol. 19. P. 387.

60. Coleman E. et al. Double Scattering in High-Energy Elastic Collisions with Deuterons // Phys. Rev. Lett. 1966. Vol. 16. P. 761.

61. Coleman E. Proton-deuteron elastic scattering at high momentum^transfers: Tech. Rep. 25: The University of Michigan, 1966.

62. Franco V., Glauber R. J. High-Energy Deuteron Cross Sections // Phys. Rev. Lett. 1966. Vol. 16. P. 944.

63. Bleszynski E. et al. Spin observables in proton deuteron elastic scattering // AIP Conf. 1986. Vol. 150. Pp. 1208-1213.

64. Shepard R. U. et al. Relativistic Impulse Approximation for p-Nucleus Elastic Scattering // Phys. Rev. Lett. 1983. Vol. 50. Pp. 1443-1446.

65. Eyser K. O., Machleidt R., Scobel W., the EDDA Collaboration. Modelling nucleon-nucleon scattering above 1 GeV // Eur. Phys. J. A. 2004. Vol. 22. Pp. 105-117.

66. Pricking A., Elster C., Gardestig A. et al. Influence of the N*(1440) and N*(1535) Resonances in Intermediate Energy pp and np Scattering // nucl-th/0708.3692.

67. Uzikov Y. Backward elastic pd scattering at intermediate energies // Phys. Part. Nucl. 1998. Vol. 29. P. 583.

68. Liu H., Elster C., Glockle W. Three-body scattering at intermediate energies // Phys. Rev. C. 2005. Vol. 72. P. 054003.

69. Lin H., Elster C., N. P. W., Glockle W. First order relativistic three-body scattering // arXiv:0702005nucl-th.

70. Alberi G., Bleszynski M., Jaroszevicz T. Theory of hadron-deuteron elastic scattering in the GeV region // Ann. Phys. 1982. Vol. 142. P. 299.

71. Ladygina N. B. Deuteron-proton elastic scattering at intermediate energies // Physics of Atomic Nuclei. 2008. Vol. 71, no. 12. Pp. 2039-2051.

72. Stancu F. The Nucleón nucleón problem in quark models // Few-Body Systems. 2003. Vol. 14. Pp. 83-88.

73. Mau R. V. Quarks in the N N interaction. // Prog. Part. Nucl. Phys. 2003. Vol. 50. Pp. 561-571.i

74. Oka M., Shimizu K., Yazaki K. Quark Cluster Model of Baryon-Baryon Interaction // Prog. Theor. Phys. 2000. Vol. 137. Pp. 1-20.

75. Entem D. R., Fernandez F., Valcarce A. Two-nucleon system above pion threshold: Quark model study 11 Phys. Rev. C. 2003. Vol. 67. P. 014001.

76. Kukulin V. I., Obukhovsky I. T., Pomerantsev V. N., Faessler A. Two-component dressed-bag-model for NN interaction: deuteron structure and phase shifts up to 1 GeV // Int. J. Mod. Phys. E. 2002. Vol. 11. P. 1.

77. Faessler A., Kukulin V. I., Shikhalev M. A. Description of intermediate- and short-range NN nuclear force within a covariant effective field theory // Ann. Phys. 2005. Vol. 320. Pp. 71-107.

78. Shikhalev M. A. Elastic Nd scattering at intermediate energies as a tool for probing the short-range deuteron structure // Physics of Atomic Nuclei. 2009. Vol. 72. Pp. 588-595.

79. Elster C., Tandy P. C. Off-shell effects from meson exchange in the nuclear optical potential // Phys. Rev. C. 1989. Vol. 40. Pp. 881-886.

80. Kukulin V. I. et al. New mechanism for intermediate- and short-range nucleon-nucleon interaction 11 Nucl. Part. Phys. 2001. Vol. 27. P. 1852.

81. Fong R., Sucher J. Relativistic Particle Dynamics and the S Matrix // Jour. Math. Phys. 1964. Vol. 5. P. 456.

82. Wigner E. P. // Nuovo Cimento. 1956. Vol. 3. P. 517.

83. Foldy L. L. Relativistic Particle Systems with Interaction // Phys. Rev. 1961. Vol. 122. Pp. 275-288.

84. Witala H. et al. Relativistic effects in neutron-deuteron elastic scattering // Phys. Rev. C. 2005. Vol. 71. P. 054001.

85. Buck W. W., Gross F. Family of relativistic deuteron wave functions // Phys. Rev. D. 1979. Vol. 20. Pp. 2361-2379.

86. Keister B. D., Tjon J. A. Relativistic nucleon exchange in backward p-d scattering // Phys. Rev. C. 1982. Vol. 26. Pp. 578-585.

87. Lacombe M. et al. Parametrization of the deuteron wave function of the Paris N—N potential // Phys. Lett. B. 1981. Vol. 101. P. 139.

88. Machleidt R., Holinde K., Elster C. The Bonn Meson Exchange Model for the Nucleon Гас1еоп Interaction // Phys. Rep. 1987. Vol. 149. Pp. 1-89.

89. Arvieux J. et al. Elastic scattering of polarized deuterons by protons at intermediate energies // Nucl. Phys. A. 1984. Vol. 431. P. 613.

90. Haji-Saied M. et al. Tensor and vector spin observables in p-d elastic scattering at 600, 800, and 1000 MeV // Phys. Rev. C. 1987. Vol. 36. Pp. 2010-2017.

91. Kurilkin P. K. et al. Analyzing powers measurement for d-p elastic scattering at the Internal Target Station of Nuclotron // International Journal of Modern Physics A. 2009. Vol. 24. Pp. 530-533.

92. Kurilkin P. K. et al. Measurement of the vector and tensor analyzing powers in dp elastic scattering at the energy of 880 MeV // Eur. Phys. J. ST. 2008. Vol. 162. Pp. 137-141.

93. Ladygin V. P., ., Kurilkin P. K. et al. Recent results from JINR-VBLHE on spin effects in few-nucleon systems // Czech.J.Phys. 2006. Vol. 56. Pp. F135-F150.

94. Janek M., ., Kurilkin P. K. et al. Status of the investigation of the spin structure of d, 3H, and 3He at VBLHE using polarized and unpolarized deuteron beam // Physics of Atomic Nuclei. 2008. Vol. 71, no. 9. Pp. 1495-1501.

95. Suda K., ., Kurilkin P. K. et al. Analyzing Power Measurement for the Deuteron-Proton Elastic Scattering at 2.0 GeV // CNS-Rep-76. 2007.

96. Suda K., ., Kurilkin P. K. et al. Development of deuteron Polarimeter at Internal Target Station of Nuclotron // Proceedings of the 17th International Spin Physics Symposium. AIP Conference Proceedings. 2007. Vol. 915. Pp. 920-923.

97. Ladygin V. P., ., Kurilkin P. K. et al. Recent results on few-nucleon systems: Investigation from VBLHE-JINR // Few-Body Systems. 2008. Vol. 44. Pp. 45-48.

98. Ladygin V. P., ., Kurilkin P. K. et al. Recent result from polarization experiment at the LHEP-JINR Accelerator // AIP, AIP Conf. Proc. 2008. Vol. 1056. Pp. 420-427.

99. Uesaka Т., ., Kurilkin P. K. et al. Deuteron beam polarimeter in the Nuclotron ring and analyzing power for the d-p elastic scattering at 880 MeV // CNS Report (GNS-Rep-79). 2009.

100. Kurilkin P. K. et al. Поляриметрия дейтронов на внутренней мишени Нуклотрона // Тринадцатая научная конференции молодых ученых и специалистов: Труды конференции, Дубна, ОИЯИ, ISBN 978-5-9751-0077-1. 2009. Pp. 76-79.

101. Ladygin V. P., ., Kurilkin P. K. et al. Short-range correlation studies in collisions of polarized nuclei at Nuclotron-M 11 EPJ Web of Conferences. 2010. Vol. 3, no. 04004.

102. Zelenski A. Review of polarized ion sources // Rev. Sei. Instrum. 2010. Vol. 81. P. 02B308.

103. Heiberly Sources of polarized ions // Ann. Nucl. Rep. Sei. 1967. Vol. 17. Pp. 373-426.

104. Ramsey N. F. MOLECULAR BEAMS // AT THE CLARENTON PRESS. 1956.T

105. Anishchenko N. G. et al. // AIP Conf. Proc. 1983. Vol. 95. P. 445.

106. Malakhov A. I. et al. Potentialities of the internal target station at the Nuclotron // Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res. A. 2000. Vol. 440. P. 320.

107. Anisimov Y. S. et al. // Proc. of the 7-th Int. Workshop on Relativistic Nuclear Physics, 5-30 August 2003, Stara Lesna, Slovak Republic. 2003. P. 117.

108. Ladygin V. P. et al. // Proc. of XV Intern. Sem. on High Energy Spin Physics Problem. Vol. 2. 2001. P. 301.

109. Ladygin V. P. et al. // Proc. of Intern. Workshop Varna. Vol. 1. 2001. P. 131.

110. Suda K. et al. Absolute calibration of the deuteron beam polarization at intermediate energies via the 12C(d,a)10B*2+. reaction // Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res. A. 2007. Vol. 572. P. 745.

111. Gurchin Y. V. et al. Target Position Monitor for the Internal Target Station at the Nuclotron // Phys.Part.Nucl.Lett. 2007. Vol. 4. P. 263.

112. Okamura H. Fast data acquisition system for the spectrometer SMART at RIKEN 11 Nucl. lustrum. Methods Phys. Res. A. 2000. Vol. 443. P. 194.

113. Ohlsen G. G. Polarization transfer and spin correlation experiments in nuclear physics // Rep. Prog. Phys. 1972. Vol. 35. P. 717.

114. Maeda Y. et al. Measurements of the scattering at 250 MeV and three-nucleon forces // Phys. Rev. C. 2007. Vol. 76. P. 014004.

115. Franco V., Coleman E. Double Scattering in High-Energy Elastic Collisions with Deuterons // Phys. Rev. Lett. 1966. Vol. 17. Pp. 827-830.

116. Harrington D. R. D-Wave Effects in High-Energy Proton-Deuteron Scattering // Phys. Rev. Lett. 1968. Vol. 21. Pp. 1496-1498.

117. Witala H. // private communication.

118. Ladygina N. B. New parameterization of effective nucleon-nucleon ¿-matrix interaction for scattering at intermediate energies // e-Print: arXiv:0805.3021nucl-thJ.

119. Kukulin V. I. et al. The properties of the three-nucleon system within the dressed bag model for 2N and 3N forces: II. Coulomb and CSB effects // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 2004. Vol. 30. P. 287.

120. Witala H., Kamada H., Nogga A. et al. Modern NN force predictions for the total nd cross section up to 300 MeV // Phys. Rev. C. 1999. Vol. 59. Pp. 3035-3046.

121. Platonova M. N., Kukulin V. I. Refined Glauber model versus Faddeev calculations and experimental data for pd spin observables // Phys. Rev. C. 2010. Vol. 81. P. 014004.

122. Ladygina N. B. Differential cross-section of dp elastic scattering at intermediate energies // Eur. Phys. J. A. 2009. Vol. 42, no. 1. Pp. 91-96.

123. Alder J. C. et al. Elastic pd Scattering at 316, 364, 470, and 590 MeV in the Backward Hemisphere // Phys. Rev. C. 1972. Vol. 6. Pp. 2010-2019.

124. Bleszynski M. et al. Elastic scattering of 2 GeV polarized deuterons from hydrogen 11 Phys. Lett. B. 1979. Vol. 87. P. 178.

125. Ghazikhanian V. et al. Vector and tensor spin observables in the reaction 1H(dA)1H at 1.6 GeV // Phys. Rev. C. 1991. Vol. 43. Pp. 1532-1552.

126. Ajgirey L. S. et al. Measurement of the tensor (Ayy) and vector (Ay) analyzing powers in the fragmentation of a 9-GeV/c deuteron on hydrogen and carbon nuclei at high proton transverse momenta // Phys. Atom. Nucl. 2008. Vol. 71, no. 2. Pp. 264-279.

127. Krisch A. D. Hard collisions of spinning protons: Past, present and future // Eur. Phys. J. A. 2007. Vol. 31. Pp. 417-423.

128. Ableev V. G. et al. A deuteron polarimeter for polarized beams of relativistic energies // Nucl. Instr^Meth. A. 1991. Vol. 306. Pp. 73-82.

129. Chiladze D. et al. Determination of deuteron beam polarizations at COSY // Phys. Rev. ST Accel. Beams. 2006. Vol. 9. P. 050101.

130. Uesaka T., ., Ladygin V. P. et al. Proposal on the measurement of d-p elastic scattering analysing powers at 0.3-2.0 GeV at Internal target station of the Nuclotron. // Письма в ЭЧАЯ. Vol. 3, no. 5.

131. Suda K. et al. // A IP Conf. Proc. 2001. Vol. 570. P. 806.

132. Fimushkin V. V. et al Source of polarised deuterons // Eur. Phys. J. ST. 2008. Vol. 162. Pp. 275-280.