Изучение спиновой структуры нуклона в глубоконеупругом рассеянии поляризованных мюонов на поляризованных дейтронах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.23 ВАК РФ

р Г Б ОД

-8 Г-

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1-95-518

На правах рукописи УДК 539.12.142 539.125

ПЕШЕХОНОВ Дмитрий Владимирович

ИЗУЧЕНИЕ СПИНОВОЙ СТРУКТУРЫ НУКЛОНА В ГЛУБОКОНЕУПРУГОМ РАССЕЯНИИ

ПОЛЯРИЗОВАННЫХ МЮОНОВ НА ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ДЕЙТРОНАХ

Специальность: 01.04.23 — физика высоких энергий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Дубна 1995

Работа выполнена ц Лаборатории сверхвысоких энергий Объединенного института ядерных исследований.

Научный руководитель :.

доктор физико-математических наук, СМИРНОВ

старший научный сотрудник Георгий Иванович

Официальное оппоненты:

Доктор физико-математических наук, ЗУЛЬКАРНЕЕВ

старший научный сотрудник Рафаэл Якубович

кандидат физико-математических наук, ТЕРЯЕВ

старший научный сотрудник Олег Владимирович

г

Ведущее научно-исследовательское учреждение : Московский инженерно-физический институт, г. Москва

Защита диссертации состоится "_1___ 1996 года в' "_" часов

на заседании диссертационного совета Д 017.1) 1.06 в Лаборатории сверхвысоких энергий Объединенного института ядерных- исследовании по адресу: 141980, г.Дубна Московской области, Л С В') ОИЯИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЛВЭ ОИЯИ.

Автореферат разослан "_1___1995 г. •

Ученый секретарь диссертационного сонета кандидат ф.-м. наук, с.н.с.

В.Г.Кривохижин

Общая характеристика работы

Первые эксперименты по глубоко-неупругому рассеянию (ГНР) пептонов на нуклонах, проведенные в 60-е годы, привели к бурному развитию экспериментальных и теоретических исследований структуры нуклона и, в частности, к созданию кварк партонной модели (КПМ) -общепринятой, в настоящее время, теории элементарных частиц.

Во второй половине 80-х годов экспериментальными группами Е80, Е130 (CJIAK) и ЕМС (ЦЕРН) были представлены результаты измерений ГНР продольно поляризованных лептонов1 на протонной продольно поляризованной мишени. Анализ данных, полученных этими группами, приводил к заключению, что суммарный вклад спинов кварков в спин нуклона, много меньше величины, предсказываемой КПМ и спин-зависимые правила сумм Бьеркена и Эллиса-Джаффе не выполняются.

Интерпретации экспериментальных данных, полученных группами Е80, Е130 и ЕМС, посвящено более сотни теоретических работ; в крупнейших ускорительных центрах мира было предложено провести повторные, более точные, эксперименты по изучению процесса поляризованного ГНР на протонной п нейтронной поляризованных мишенях.

Настоящая работа основана на результатах экспериментальных исследований, выполненных при участии автора в 1989-1995 гг. в Лаборатории сверхвысоких энергий ОИЯИ. В работе приведены результаты исследования спиновой структуры нуклона в ГНР продольно поляризованных мюонов на продольно поляризованных дейтронах. Экспериментальные данные были получены на установке Спиновой Мюонной Кол-лаборации (СМК), работающей на мюонном канале ускорителя СПС ЦЕРН.

Актуальность проведенного исследования состоит в получении новой информации, позволяющей провести проверку спин-зависимых

правил сумм Бьеркена и Эллиса-Джаффе и определить вклад кварков в величину спина нуклона.

Цель работы состояла в получении экспериментальных данных по ГНР поляризованных мюонов на ядрах поляризованного дейтрона, извлечения спин-зависимых структурных функций дейтрона и нейтрона, проверке спиновых правил сумм Бьеркена и Эллиса-Джаффе и опреде-

1электронов с энергией Е — 10 -=- 20 ГэВ в CJIAK и мюонов с энергией 100 -т- 200 ГэВ в ЦЕРН

лении вклада кварков в величину спина нуклона.

Научная новизна. В диссертации представлены следующие новые результаты, выдвигаемые для защиты:

• впервые проведены измерения величины спин-зависимой лептон-нуклонной асимметрии А на дейтроне;

• проведен расчет спин-зависимой структурной функции дейтрона дЦх^2) в кинематическом интервале 0.006 < х < 0.6 и 1 ГэВ2 < <22 < 30 ГэВ2;

• определена величина первого момента Г^ от структурной функции дейтрона д^ (х) :

Т{= (1 д^хЦх = 0.023 ± 0.020(стат.) ± 0.015(сист.); «/о

• вычислена спин-зависимая структурная функция нейтрона д"(ж,<32)-Величина ее первого момента составила :

Г" = —0.08 ± 0.04(стато.) ± 0.04(смст.);

• проведена проверка спин-зависимых правил сумм Бьеркена и Эллиса-Джаффе. Полученные экспериментальные данные подтверждают выполнение правила сумм Бьеркена в пределах ошибок измерения и указывают на нарушение правила сумм Эллиса-Джаффе более чем на три стандартных отклонения;

• определены величины вклада кварков в спин нуклона :

ДЕ = Аи + А<1 + Ав = 0.18 ± 0.07, АЙ = —0.13 ± 0.03. Научно-практическая ценность результатов, представленных в диссертационной работе, заключается в получении новых экспериментальных данных, существенных для проверки КПМ и квантовой хромо-динамики, что способствует более глубокому пониманию структуры нуклона. Развитые методы обработки и анализа данных могут быть использованы в других экспериментах.

Апробация диссертации. Результаты, вошедшие в диссертацию,

представлялись автором на совещаниях сотрудничества СМК, на семинарах Лаборатории сверхвысоких энергий ОИЯИ, на 12 Международном семинаре по физике высоких энергий (Дубна 1994 г.), на Международной школе по физике высоких энергий и физике элементарных частиц (Италия, Соренто 1994 г.).

Материалы, вошедшие в диссертацию, представлены в пяти публикациях, список которых приведен в конце автореферата.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Объем диссертации составляет 91 страницу, включая список цитируемой литературы.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность и научная новизна проведенных исследований, сформулирована основная цель диссертации и положения, вынесенные на защиту.

В первой главе рассматривается кинематика изучаемого процесса ГНР, определяются понятия структурных функций нуклона н пх связь с функциями кварковых распределении. Рассматриваются экспериментально измеряемая лептон-нуклонная асимметрия А и фотон-нуклонные асимметрии Л 1,2- Дается определение правил сумм Бьер-кена и Эллиса-Джаффе для спин-завпснмой структурной функции нуклона д 1 (■»')• Приводятся экспериментальные результаты полученные ранее группами EMC, Е80 и Е130 и основные теоретические модели, предлагаемые для их интерпретации.

Вторая глава посвящена описанию экспериментальной установки сотрудничества СМК.

Пучок поляризованных мюонов формируется путем сброса протонного пучка ускорителя СПС с энергией Ev = 450 ГэВ на бернлиевую мишень. Образовавшиеся 7г± и А'*—мезоны, вылетевшие в пределах телесного угла 10 20 мерад, попадают в распадный канал где около

10% частиц распадается на лету по моде —> //,). В

конце распадной зоны расположен адронный поглотитель отделяющий мюоны от адронов. Соотношение между количеством адронов и мюонов после поглотителя составляет тг/// ~ 10~(>.

Образованные мюоны обладают естественной поляризацией в силу несохранения четности в процессах слабого взаимодействия. В лабораторной системе координат, поляризация мюонов описывается урав-

нением :

р - ..Ч/^-^/^К т

Гц — ± 5 5 ,

тж,К - Щ

где Етг(к) ~ энергия ж (К) мезонов, +(-) соответствует отрицательным (положительным) мюонам, соответственно.

Эксперимент проводился на пучке положительных мюонов со следующими характеристиками : энергия - Ец = 100 ГэВ; поляризация - —0.82 ± 0.06; интенсивность - I = 4 х 107 мюонов на сброс; время сброса пучка на мишень - £ = 2,4 сек; интервал между сбросами - = 14,4 сек; диаметр сформированного пучка - 2 см.

Поляризация пучка Рц определяется по энергетическим спектрам позитронов, образующихся в распадах /г+ —* измеряемым при

помощи мюонного поляриметра (Рис.1).

Shower Velo

Vacuum Pipe

MNP26 Magnet

РВС1 РВС2 рвс:

РЬ Poil

I Hodoscope I Chamber

Рис.1 Мюонный поляриметр. На рисунке схематично показаны следующие компоненты детектора : "Shower Veto" - вето детекторы; "РВС1-РВСЗ" и "РРС2-РРС4" - пропорциональные камеры; MNP26 - дипольный магнит; "LG" - электромагнитный калориметр.

Поляризованная мишень установки состоит пз двух цилиндрических секций длиной 40см и диаметром 5см, помещенных вдоль оси пучка на расстоянии 20см друг от друга внутри криостата со смесью sHe —4 Не (Рис.2).

Данная конструкция размещена внутри сверхпроводящего соленои-дального магнита, поддерживающего постоянное магнитное поле напряженностью В = 2.5Т вдоль оси мишени. В качестве рабочего вещества мишени используется дейтерированный бутанол, замороженный в шарики диаметром от одного до трех миллиметров. Температура, поддерживаемая в веществе поляризованной мишени составляет Т = 0.05/1.

ИИШ^ЕЖЭ

40. ст _ 40. ст

IV. ст

— —> <—

Р^<0. Ри>0. Рл<0.

Рис.2 Схема дейтронной поляризованной мишени. Р11,Ри,Р1( означают поляризацию пучка, первой и второй секций мишени, соответственно.

Поляризация вещества мишени осуществляется методом Динамической Ядерной Поляризации (ДЯП) основанном на том факте, что поляризация электронов вещества может быть трансформирована в поляризацию нуклонов путем наложения высокочастотного магнитного поля. Средняя поляризация дейтронов, при наборе данных 1992 года, составила Р? = 0.35.

Использование мишени, состоящей из двух секций (половин), обусловлено необходимостью одновременного облучения мишеней содержащих нуклоны с положительной и отрицательной поляризациями. Вещество в секциях мишени поляризовано параллельно п антппарал-лельно оси мишенп. Каждые восемь часов направление поляризации в половинах мишени меняется на противоположное. Применяемая методика дает возможность сгруппировать данные таким образом, чтобы аксептанс установки был одинаков для обеих направлений поляризации мишенп.

Спектрометр установки (Рис.3) предназначен для регистрации налетающих и рассеянных мюонов, определения координат вершины взаимодействия и кинематических параметров событий поляризованного ГНР.

POLARISED MAGNET ABSORBER

POLARIMETER

Рис.3 Спектрометр СМК.

Спектрометр состоит более чем из 150 плоскостей проволочных детекторов, 20 плоскостей годоскопов и пяти плоскостей вето-счетчиков. Это позволяет проводить измерения в диапазоне изменения переменной х 0.006 < х < 0.6 2.

Таблица 1 Основные триггеры, используемые в эксперименте.

Триггер функция триггера

Т1 физический; регистрация мюонов рассеянных под углом в > 13мрад

Т2, Т14 физические; регистрация мюонов рассеянных под углом 9 < 25мрад

Т5 используется для юстировки пучковых камер; т.н. триггер ближнего гало

Т7, Т8 используются для калибровки, юстировки и определения эфективностей камер регистрации рассеянных мюонов

Т10 определение профиля пучка; используется для моделирования эксперимента

Til определение эффективности годоскопов для Т1

Т12 определение эффективности годоскопов для Т2/Т14

В эксперименте СМК используется 15 различных триггеров. Три из них являются физическими, т.е. управляют записью экспериментальных данных, соответствующих изучаемому процессу поляризованного ГНР. Остальные триггеры используются для калибровки элементов

2 со второй половины 1993 года в диапозоне х > 0.003

детектора и получения информации о пучке. Характеристики основных триггеров, используемых в эксперименте, приведены в Таблице 1.

В третьей главе описана процедура обработки экспериментальной информации. ~ -------

Основной экспериментальный материал, представленный в диссертации, был получен в 1992 году. В течении восьми периодов набора данных было зарегистрировано 5.0 х 106 экспериментальных событий. В процессе обработки было отобрано 3.2 х 106 событий ГНР продольно поляризованных положительных мюонов с энергией Efl — 100 ГэВ на продольно поляризованной дейтериевой мишени.

Процесс обработки экспериментальных данных включает следующие основные шаги :

• декодирование информации, записанной детекторами установки;

• восстановление треков частиц в спектрометре;

• определение координат вершины взаимодействия в мишени;

• восстановление топологии событий ГНР поляризованных мюонов;

в расчет эффективностен детекторов установки;

» отбор событий поляризованного ГНР (создание т.н. micro DST);

« вычисление величины лептон-нуклоннон асимметрии;

• расчет систематических ошибок.

Параллельно с обработкой экспериментальных данных проводится анализ событий, смоделированных при помощи программы Монте-Карло. Это позволяет контролировать корректность реконструкции экспериментальных данных и определить поправки, обусловленные процессом обработки.

Восстановленные события ГНР, записываемые в банк данных называемый micro DST, отбирались по следующим критериям :

• Q2 > 1 ГэВ2 - исключает из рассмотрения события, зарегистрированные в области быстроизменяющегося аксептанса установки;

• 80 ГэВ < Ер < 120 ГэВ - в этом интервале энергии координаты и импульсы мюонов пучка определяются с необходимой точностью;

• Е'ц > 15 ГэВ - позволяет избежать ложной идентификации мюо-нов, рожденных в адронном ливне, с рассеянными мюонами;

• и > 10 ГэВ - ограничение связано с точностью определения величины разности энергий налетающего и рассеянного мюона;

• у < 0.9 - ограничение вызвано тем, что в области больших у радиационные коррекции дают большой вклад в сечение изучаемого процесса ГНР;

• в > 0.009 рад - ограничение по углу рассеяния вызвано низкой эффективностью триггера и нестабильностью аксептанса установки в области, близкой к оси спектрометра;

• координаты вершины взаимодействия события попадают внутрь объема одной из половин мишени.

Величина лептон-нуклонной асимметрии извлекается из данных о количестве актов ГНР произошедших на половинах дейтронной поляризованной мишени. Micro DST содержит четыре набора данных о количестве актов рассеяния от конфигураций половин мишени до и после реверса поляризации (Рис.2). В предположении, что мы знаем отношение аксептансов половин мишени до и после реверса поляризации (к = {(Х\Оц) j{a^Oiz)) 1 величина лептон-нуклонной асимметрии А имеет вид :

1 ГД1 + д2 к- 1

А =

<т>

2

где величины Д^ обозначают отношения :

= - N2 ^ Ач - Агз

1 М + ЛГ2 П 2 N4 + Дгз

параметр < ш >= 1/А{т\ + шг 4- ш3 + Ш4), где т,- = /РрР» фактор / определяет долю процессов ГНР произошедших в веществе мишени на поляризованных дейтронах и Р, - поляризация половины мишени в Ьой конфигурации (1=1,4).

В четвертой главе представлены полученные физические результаты. Величина фотон-нуклонной асимметрии А*, вычисленная по данным 1992 года, представлена в таблице 2 и на рисунке 4. Спин-зависимая структурная функция дейтрона дх(х) вычислялась в

предположении независимости асимметрии А{ при величине среднего значения <52 в эксперименте (¿1 = 4.6 ГэВ2. Полученный результат показан на рисунке 5.

Таблица 2. Фотон -нуклонная асимметрия А^ и спин-зависимая структурная функция дейтрона. Первая ошибка статистическая, вторая систематическая.

х-бин (х) т А( 91

(ГэВ2)

0.006 -0.010 0.009 1.2 -0.029 ±0.071 ±0.013 -0.554 ± 1.347 ± 0.251

0.010 - 0.020 0.015 1.7 -0.046 ± 0.046 ± 0.015 -0.490 ±0.493 ±0.155

0.020 - 0.030 0.023 2.5 -0.032 ±0.059 ±0.018 -0.198 ±0.360 ±0.100

0.030 - 0.010 0.035 3.1 -0.098 ± 0.073 ± 0.021 -0.417 ±0.312 ±0.078

0.040 - 0.060 0.050 3.7 +0.096 ±0.067 ±0.025 +0.283 ± 0.197 ± 0.060

0.060 -0.100 0.079 4.6 +0.013 ±0.070 ±0.030 +0.023 ±0.127 ±0.043

0.100 -0.150 0.123 5.6 +0.144 ±0.095 ±0.037 +0.162 ±0.107 ±0.031

0.150 - 0.200 0.173 6.9 +0.168 ±0.143 ±0.042 +0.128 ± 0.109 ± 0.024

0.200 - 0.300 0.241 9.0 +0.245 ± 0.154 ± 0.046 +0.122 ± 0.077 ± 0.017

0.300 - 0.400 0.343 12.0 +0.170 ± 0.286 ± 0.050 +0.047 ± 0.080 ± 0.010

0.400 - 0.600 0.470 15.5 +0.031 ±0.456 ±0.054 +0.004 ± 0.059 ± 0.005

Рис.4 Фотон-нуклонная

асимметрия дейтрона А^ как

функция Бьеркеновской переменной х. Систематическая ошибка показана как темная область.

Рис.5 Спин-зависимая структурная функция дейтрона хд"{ как функция Бьеркеновской переменной х. Экспериментальные точки приведены лишь со статистической неопределенностью, размер систематических ошибок показан в виде заштрихованной области.

Величина интеграла от спин-зависимой структурной функции д((х)

по области изменения Бьеркеновской переменной х, вычисленная при

9

значении фо = 4.6 ГэВ2, составила

/о^6обдЦх^Щх = 0.024 ± 0.020(сшат.) ± 0.014(с«ст.).

Для оценки величины интеграла в неизмеряемой области области х > 0.6 использовалась экстраполяция структурной функции д((х), основанная на предположении, что д^{х) —* 0 при х 1.

Вклад в величину первого момента от неизмеряемой области малых х (0 < х < 0.006) оценивался путем экстраполяции экспериментальных данных в х —у 0.

В результате, были получены следующие значения интеграла от д((х) по неизмеряемым областям Бьеркеновской переменной х :

д1{х)йх = -0.003 ± 0.003 , £ д$(х)<1х = +0.002 ± 0.004.

Таким образом, величина первого момента спин-зависимой структурной функции дейтрона составила :

Г?(£§)= I1 д((х,(ЗЪ)<1х = 0.023 ± 0.20(стоат.) ± 0.015(сист.), о

где <5о = 4.6 ГэВ2. Результат рассчета проиллюстрирован на рисунк( 6.

Поскольку дейтрон является связанным состоянием квази-свободны: протона и нейтрона, величины первого момента Г? и Г" могут быт! выражены через Г1 :

Г? + Г? = 2Г?/(1-1.5зд), (2

где и>о = 0.058 - вероятность образования в дейтроне связанного (т.н Б-состояние) состояния протона и нейтрона. Предсказание правил; сумм Эллиса-Джаффе для суммы величин первых моментов от спин зависимой структурной функции д\ протона и нейтрона Г? + Г" соста вляет :

(Г? + Г") = 0.187 ± 0.010 ((Э2 = 4.6 ГэВ2).

\ / теор.

Полученное нами значение Г^ приводит к величине :

(Г? + Г?) = 0.049 ± 0.044(стат.) ± 0.032(сист.).

V / эксп.

Отличие между теоретическим предсказанием и полученным резуль татом составляет более двух стандартных'отклонений.

Для проверки правила сумм Бьеркена были использованы результаты измерений на протонной мишени, полученные группами EMC, Е80 я Е130:

Г?(<?о = 5ГэВ2)-=0.126±0.010(стат.)±'0.0154(сист.)."

£

•а—

öß

-1—i I I 1111-1—I—I I I 111|-1—I—I I I 111

0.08 - a)

0.04 -

a) Theory -

b) This exp.

b)

_i_I I lllll

_i_I_I I I 11 il

-I_I_

0.01

0.1

Рис.6 Величина интеграла д^{х)йх как функция нижнего преде-

га интегрирования хт. Приведены только статистические неопределенности. Незакрагиенная точка показывает результат экстра-го ляции в област.и болыаих х.

Величина разности первых моментов протона и нейтрона, предсказы-¡ае.мая правилом сумм Бьеркена, была определена из следующего со->тношенпя :

- Г? = 2Г? (SLAC/EMC) - [Г? + Г?) (SMC) = 0.20 ± 0.05 ± 0.04.

Георетическое предсказание правила сумм Бьеркена при Q2 = 5 ГэВ2 оставляет :

(Г? — Г") = 0.186 ±0.003,

V / TeoD.

теор.

:то хорошо согласуется с полученным нами результатом.

В 1993-1994 годах различными экспериментальными группами бы-:и получены новые данные по измерению лептон-нуклонной асимме-рии в ГНР на протонной, дейтронной и нейтронной поляризованной гишени.

В 1994 году на установке СМК был продолжен эксперимент на дей-

ериевой поляризованной мишени. Энергия мюонного пучка составля-

а Е11 = 190 ГэВ, Р„ = -0.811 ± 0.028(стот.) ± 0.029(сыст.), средняя

11

< >

поляризация дейтериевой мишени составляла Рт = +0.51, —0.61 для ориентаций спина мишени вдоль и против оси пучка, соответственно. Измерения проводились в кинематическом диапозоне 0.003 < х < 0.7, 1.0 < £2 < 60.0 ГэВ2.

В 1995 году был проведен повторный анализ дейтронных данных (с использованием результатов 1994 года) и совместный анализ всей совокупности мировых данных по изучению поляризованного ГНР.

1

I

0.5 0 -0.5 -1 -1.5

ДО 0

-1 -2 -3 ■4

Ю-2 ю'1 X 1

Рис.7 Спин-зависимые структурные функции д$ (а) и д" (Ь) ка', функции Бъеркеновской переменной х. Представлены при величин <32 = 5 ГэВ2. Светлые квадраты и треугольники показывают ре зулътаты групп ЕЦЗ и ЕЦ2, соответственно. Темные кружки со ответствуют данным СМК. Систематическая ошибка показана ка заштрихованная область.

Особенностью повторного анализа является использование уникаль ных данных по. измерению величины асимметрии , полученны сотрудничеством СМК в 1993 году. Это позволило более корректн

12

- 1 а)

| ^ тт & <3^-5 СсУ2 " • БМС а Е143

- 1 1 <2^-5 СеУ2 • бмс □ Е143 .....' ■ ' ....... ■ . . . 1 и 1.

учесть вклад Ач в измеряемую леитон-нуклонную асимметрию А :

\АЦ<(1- 1.5 ШВ){АЪ + Щ/Ну/Щ/О. + Щ/Щ).

Полученная структурная функция дейтрона д%(х), показана на рисунке 7а в сравнении с данными, экспериментальной группы Е143. На рисунке 7Ь показаны результаты расчета структурной функции д"(х), проведенные с использованием всей совокупности имеющихся протонных и дейтронных данных, в сравнении с экспериментальными данными сотрудничества Е142 полученными на нейтронной поляризованной мишени.

Из рисунка 7 видно, что данные всех групп хорошо согласуются в области перекрытия их измерений. В области малых х результаты нашего эксперимента предсказывают поведенпе функций д((х) и д"(х) отличное от возможной экстраполяции в нуль данных групп Е143 и Е142.

1§?с1х <^ = 5СеУ2

Рис.8 Мировые данные тго проверке правила сумм Бъеркена при ветчине <32 = 5ГэВ2.

Величина разности первых моментов (Г? — Г"), расчитанная при З2 = 5 ГэВ2 по всей совокупности имеющихся протонных, дейтронных

и нейтронных данных, составила :

Г? - Г" = 0.203 ± 0.023,

что хорошо согласуется с теоретическим предсказанием при данном значении 0?. На рисунке 8 показана экспериментальная ситуация по проверке правила сумм Бьеркена. Видно, что результаты всех экспериментальных групп взаимосогласуются и подтверждают его выполнение.

Величина вклада кварков в спин нуклона, определенная по всей совокупности мировых данных, составила :

Д£ = 0.18 ± 0.07.

Вклад кварков странного моря равен :

Д5 = -0.13 ± 0.03.

Полученные результаты подтверждают выполнение правила сумм Бьеркена в пределах точности проведенных измерений.

0.7

Д1 0.6

0.5

0.4

03

0.2

0.1

°-0.175 -0.15 -0.125 -0.1 -0.075 -0.05 -0.025 0 0.025

Ав

Рис.9 Значения величины ЛЕ, полученное различными экспериментальными группами в сравнении с предсказанием Эллиса-Джаффе.

На рисунке 9 приведены значения ДЕ и Аз, рассчитанные различными группами, в сравнении с величиной, предсказываемой правилом сумм Эллиса-Джаффе.

■ Е142 neutron

■ Е143 prolou ▲ Е143 deuteron Д SMC deuteron О SMC proton О World average

Ж Ellis-Jaffe prediction

Q' = 5 GeV2

Найденное нами несоответствие величин первых моментов протона х нейтрона предсказанию правил сумм Эллиса-Джаффе подтверждайся результатами других экспериментов и свидетельствз'ет в пользу теоретических моделей, предполагающих, что большой вклад в сппп ^уклона дают глюоны, либо орбитальный момент нуклона.

В Заключении сформулированы основные результаты диссертаци-)НН0Й работы :

1. Впервые проведены измерения спин-зависимой лептон-нуклонной клшметрпп Л на дейтроне.

2. Впервые определены спин-зависимая фотон-нуклонпая асимметрия 4'' п структурная функция дейтрона д^ в кинематическом интервале ).006 <х < 0.6, 1 ГэВ2 < <52 < 30 ГэВ2.

3. Рассчитана величина первого момента Г^ спин-зависимой структурой функции дейтрона //'/(.с).

Г? = 0.023 ± 0.020(стат.) ± 0.015(сист.) I. Опеределена величина первого момента для спин-зависимой струк-

'урной функции нейтрона д\1.

Г',' = 0.08 ± 0.04(стат.) ± 0.04(снст.) Проведена проверка спиновых правил сумм Эллиса-Джаффе и Бьер-ена.

в Полученные ¡результаты указывают на невыполнение правила сумм Эллиса-Джаффе. Разногласие с теоретическим предсказанием составляет более двух стандартных отклонений.

в Анализ всей совокупности мировых данных по изучению поляризованного ГНР указывает на отличие экспериментальных результатов от предсказания Эллиса-Джаффе более чем на три стандартных отклонения.

в Полученные результаты подтверждают выполнение правила сумм Бьеркена в пределах ошибок проведенных измерений.

. Определена доля спина нуклона переносимая кварками :

Д£ = 0.18 ±0.07, Дз = —0.13 ± 0.03.

В процессе получения физических результатов были решены многиб задачи экспериментального исследования спиновой структуры нуклона и получены, в частности, следующие методические результаты :

1. Разработана процедура калибровки детектора регистрации рассеянных мюонов БТ67;

2. Разработан метод восстановления треков в детекторе БТ67;

3. Создано математическое обеспечение для контроля эффективно сти элементов детектора БТ67 во время набора данных;

4. Создано математическое обеспечение для расчета эффективност! детектора БТ67 во время анализа экспериментальной информа ции;

5. Создано математическое обеспечение для реконструкции треко] рассеянных мюонов в детекторе БТ67.

Диссертация основывается на следующих опубликованные работах :

1. B.Adeva,..,D.Peshekhonov et al. "Measurement of the spin-dependen structure function g\{x) of the deuteron" Phys. Lett. В 302(1993 533-539.

2. B.Adeva,..,D.Peshekhonov et al. "Combined analysis of world data oi nucléon spin structure functions" Phys. Lett. В 320(1994) 400-406.

3. D.Adams,,.,D.Peshekhonov et al., "A new measurement of the spir dependent structure function g\(x) of the deuteron" Phys. Lett. В 35 (1995) 248-254.

4. D.V.Peshekhonov,K.S.Medved,D.Pose , "DT67 pattern recognition i PHOENIX", Communication of JINR El-95-391, 1995.

5. D.V.Peshekhonov, V.G.Krivokhizhin, I.A.Savin, G.I.Smirnov , "Th systematic errors in Ff due to uncertainties in the structure functio R(x,Q2y\ Communication of JINR El-95-402, 1995.

Рукопись поступила в издательский отдел 20 декабря 1995 года.

16