Комплекс экспериментальных установок и электронного оборудования для исследования поляризационных параметров в реакциях γ p→p π 0, γ d→pn, γ A→pX. тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

ЕРЕВАНСКИЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ЕГАНОВ ВЛАДИСЛАВ СУРЕНОВИЧ

КОШЛЕКС ЭКСПЕРИГЖ1ТАЛБНЫ1 УСТАНОВОК И ЬЛЕКТРОНИОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЛ ИССВДОВАНИИ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ 1ШРЛ1.1ЁТВ013 В РЕАГЩШ

01.04.01 - Техника физического эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследований

АВТОРЕиЕРАТ

диссертации на соискание ученой степсни кандидата технических наук

Еревал-1992

Работа выполнена в Ереванское физическом институте

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

старший научный сотрудник ПЕ'ГРОСШ! Ii.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

КАНАСЯН A.C. (Ер^И)

доктор физико-математических науь ХУДАВЕРАЛН А.Г. (М\У)

Зедуцая организация: Государственный инженерный университет Армении (Г/Е/А) (г.Ереван)

Laum-a состоится (J? Ö 19эЯг. б " ¡4"

чииов на заседании специализированного совета гС 034.U3.UI при Ереванском уизическом институте (г.Ереван-36, ул. Бр.Алихапянов, д.2).

С диссертации!'! молено ознакомиться в библиотеке ¡ереванского физического института.

/жореусрат разослан eridJT. 199«? г.

Учений секретарь специализированного совата, кандидат технических яа,ук

С. Г. Анаши-:

РОССИЙСКАЯ ;

¿чйЛЯ сйм ¿дршшюгыл ¡таъ

Актуальность работы. Исследования процессов уоторождения пионов на нуклонах в резонансно!! области анорпШ

нредставляк/г большой интерес, так кик коассишкд изучить электромагнитные характеристики резонансов, что очень ва*кно для проверки предсказаний различных кварковых моделей. На данном этапе исследования реакции %р р')1 ^необходимо дальнейшее накопление экспериментальных данных по нолщлззацпонным п^ра-.метрам.

Одншд из процессов, в котором возможно проявление возбуждения двухнуклонной системы - дпоцрионпых резонансов , ,хв-дается процесс фоторасщепления дейтрона. поиски и неследов п:ил ДР икоит исхсшочительиос! значение для физики ааешцтахлшх частиц и ядерной (физики. В насто;хцее время исследования ¿кшюдо ¡¡ ¿1 рп ведутся по измерению зависимостей различных иоля-риз'ацпошшх параметров реакции от £/ и Эр . ¡.зиорсн.^ новых поляризационных параметров л:огут способствовать гепи^ниь [механизма фоторасщепления дейтрона.

Исследования пшуаозивша роаящй на ядрах в кутяулнтнвкоп области имеют большое значение для развития релятивистской ядерной шизики. Особый интерес представляют экспоукментьдышс исследования поляризационных параметров этих реакций, ки: дополнительного и независимого источника информации о глеханизг.'.с испускания быстрых частиц из ядра-шэдеии. Б ряде теоретических моделей делаются различные предсказания относительно зависимостей поляризации кумулятивных протонов.

Цель работы. Основная цель настоящей работы заключается в следующем:

I. Спроектировать и создать экспериментальные установки, оснащенные электронным оборудованием, связанным с ЬВЫ, для проведения исследований поляризационных параметров в реакциях £р-+~рЗГс, —*~рп , ^А—*-рХ , состоящие из следующих основных частей и узлов:

а) комплекса электронного оборудования и аппаратуры, осуществляющего селекцию и регистрацию сигналов с экспериментальных установок, выработку триггерных сигналов, контроль и управление,- передачу данных в ЭВМ;

б) пробежного спектрометра-протонов в области энергий (150*300) МэВ;

в) годоскопической системы регистрации нейтронов с энергией (100-8-250) МэВ.

2. Разработать блок-схемы электронной аппаратуры экспериментов по измерению поляризационных параметров в реакциях

,1А—рХ .

3. Провести экспериментальные исследования:

а) энергетической зависимости асимметрии ж

)-составляющей вектора поляризации протонов в реакции фоторождения Л "-мезонов -¡рр—"рмс'ъ области энергий Е^ = = (0.75*1.26) ГэВ под углом 1 = 70°;

б) энергетической зависимости Рх2 (^-составляющей вектора поляризации протонов в реакции фоторасщепления дейтрона

В области Ец = (310+450) МэВ при угле в/> = 75°;

в) зависимости поляризации кумулятивных протонов в реакции #/1 —+-рХ от Хих кинетической энергии в области (170* •¡■270) МэВ' при = 4.5 ГэВ для ядра углерода.

4. Провести обсуждение и сравнение полученных экспериментальных результатов с предсказаниями различных теоретических моделей и феноменологических анализов.

Научная новизна работы. Впервые были проведены измерения:

- энергетической зависимости асимметрии сечения реакции ур —^р^У в области энергии фотонов Е$ = (750*1270) МэВ

для Вэ? - 70° в с.ц.м.;

Ру - -составляющей вектора поляризации протонов в ре

^ДУ/^совместно с Ржг в области =(780*1170) под углом 9лс- 70°;

- дваядыполяризащонного параметра Рлг в реакции фо расщепления дейтрона ¡(сС-^рп. для углов Ор - 75° в об энергий фотонов = (310*454) МэВ;

- поляризации кумулятивных протонов в реакции — зависимости от их^ ишетической энергии в области 7р - {1*# *270) МэВ при =4.5 ГэВ для ядра углерода.

Разработаны и созданы экспериментальные установки по довашпо поляризационных параметров в реакциях

Разработан и создан комплекс электронного оборудования и аппаратуры (рис. I), связанный с ЭВМ, основными составными частями которого являются:

- аппаратура предварительного отбора событий, формирования и передачи данных в ЭВМ;

- оборудование контроля за физическими параметрами пучка и экспериментальной установки (токи магнитов, растяжка, напряжение ФЭУ и т.п.);

• - многофункциональный полуавтоматический прибор (МИН), функциональные возможности и технические характеристики которого описаны ниже (в разделе "Содержание работы" и в табл.1);

- каркас (стойка) электронно-управляемых линий задержек (ЭЯЗ) с магистралью данных и управления, могущих работать как в автомагическом режиме, управляемые от МПП, так и независимо, в режиме ручного управления (табл.2);

- автоматизированная система измерения кривых задержанных совпадений (КЗС);

- модуль многоканальных строб-совпадений (по типу "входной регистр") с малым временем разрешения;

- модули быстрой логической электроники отбора событий и выработки триггерных ("мастерных") сигналов (табл.2);

- четырехканальный узел логики отбора (ФУЛ) с программным управлением порогом дискриминации и задержкой распространения и их "чтением" через магистраль каркаса (в системе КАМАК) (табл.2).

Практическая ценность работы. Комплекс электронного оборудования, предназначенный для регистрации, отбора, мониторирова-ния и обработки' данных, работающий на линии с системой ЭВМ (адектрошпса-60 - 02-1022) много лет использовался для накопления экспериментальных данных по поляризационным параметрам реакций цр , —~ р/Ъ , ¿«¡/¡—»-рХ , что позволило по-

лучить ценные результаты, описываемые в диссертации. Ввиду ограниченности объема экспериментальной информации и перспективности подобных исследований, экспериментальные установки и электронное оборудование, как в целом, так и в виде своих отдельных частей и узлов, представляющих собой законченные функциональнее устройства, могут быть использованы и в-дальнейшем, как в вышеуказанных экспериментах, гак и в им подобных. Кате

весь комплекс электроники в целом, так и входящая в него сос-' тайной частью различная аппаратура, такая, как многофункциональный пересчетный прибор, устройство автоматического измерения кривых задержанных совпадений, каркас ЭЛЗ с магистралью управления и другие блоки и модули логической электроники, а тагло некоторые вопросы оптимизации и рационализации конструирования аппаратуры, суть которых приведены ниже, а подробно 1 описана в диссертации, могут быть применены не только в экспе-ршлситалышх исследованиях в ядерной физике, но и в других областях науки н техники.

Предлагаемый четнрехканальный ФУЛ с программным управлении.! открывает дополнительные возможности связать экспериментальные установки с SBI.1 в реальном масштабе времени.

, Г&спериментальные данные по энергетической зависимости поляризационных параметров 2 (Etf) и в реакции могут быть использованы при проведении феноменологических анализов процессов фоторозденвд пионов на нуклонах.

данные по зависимости нового, дваздыполяризационного па-, раглетра Рщ от энергии фотонов в реакции могут

быть яолощзны в основу развития существующах моделей описания фоторасщепления дейтрона, а также создания новых моделей.

Данные но поляризации кумулятивных протонов в реакции Л /¡—ъ-рХ могу? способствовать развитию теоретических моделей по описанию механизма образования зуцуляхивншс частиц.

Апробация работы п публикации. ёзультатн диссертационной работы докладывались: на Адриатической конференции "Цифровая микроэлектроника и ;';;::ропрсцессорн в on since частиц" (Кталия-88); УК 1\.;ездународной конперекцца по поляркзеционнш явлениям в ядерной физике (Еаро-Ш); 11 >1егдународном сиипозиуко ис спиновой физике бнсо:с:х oiicppiiii (Боп.'-БО); Рабочем совещании по ьдекхрапахиохшш взашодоИствиш адронов и ядер при нрошау-точных энергиях (Нор-Аи<>ерд-90), а такясе на екегодшх Сессиях но электромагнитным взаимодействия:: АН СССР.

Основные материалы диссертации опубликованы в виде научных' работ б зурналах ".Ядерная физика", "Известия АН ТА" и в препринтах ЕФН.

Структура ц объем диссертации. Диссертация состоит из

1:виД|-а.:.., трех чсн. i:. u roi- с^ч.. j: ;::,;:.

Jlwlililoj LlL,.

lio введении обосновывается остуашюсть эксиорикентшшх

исследовании поляризационных параметров: а) 2 и в реакции

шоторо;,у!стшя нейтральных пионов на протонах хР -*~p3it в реао-

\ Р '

шли ;.( m ласт:, .'люргпн; . ) > Х2 т\ реаглщи (.¡сют); .сцеплении -дсл-

Vf-tXUi • pri J; L'1:l,|.'14 *±.\'-ÏC Ji'.oi. O'-.v^Til Bu:.Î..O^iiOiO -••■•'■i •-

ш:л ^..l'.i ....ioiiii... j.) J? a .•.i.-a.'iiUiHt.. pc;«.:;-;::. .• .-

p-.x / i a.ï.: a.r.xrnc.; с,с..а---...

Л .. ЛИ-LC L^HIiIJO Л[.>*1 ,v - ^ :.... f'"" '

bd —/>//. , yp nTi- .¿/J-^pX.

О-..: квается хилечахлх установка по измерешхь a.- кьаьтр;:« ¿»ииацш fip -+pJtl. Цил лсследовшши зависимости! -(•^•.хи^ии. 2. от ¿^ д Qfi, полное восстановлению к::но:.:ат:::;п реа:иу— осуществлялось лосредством измерения двух ккномитичис-ках характеристик протонов отдачи - охчэ энергш; м yiv.u ьылит... ¡¡¿jt определения энергии протонов использовалась методика проое;-:-ного спектрометра, а для нахождения углов их вылета ( Ûjp, /^yj) -координатные детекторы, в качество которых использовались цьегс-ироволочные пропорциональные камеры (I.JUO.

Идентификация реакции fiр —p3t1 на фоне отдельных реакций, вызванных фотонами с энергияш 4.5 ГэВ, производилась по схеме совпадения протонов отдачи с одним fl -квантом от распада зона. Установка состоит из двух плеч: протонного л .аюш^го.

Протонное плечо, предназначенное для регистрации и выделения протонов заданных энергий, состоит из ¡¿.'К, анализу ij..«их :четчиков, для выделения протонов от сопутствующих ¿'¿-'-мозенов, ;четчиков цробежного спектрометра и счетчика ангиоовпидыют, определяющего верхний предел энергий регистрируемых пр<у:'ошв. Пион-ïoe плечо установки состоит из счетчика полного поглощения (J1LJ ia основе кристалла NaT(TC) и служит для регистрации питонов от распада Жс -мезона.Рвхекция сопутствующего фона заряженных час-сиц при регистрации распадных fi -квантов осуществляется двумя

сцинтилляционными счетчикамиработающими в рекыле антисовпа- -дения.

Отделение протонов от пионов производилось с помощью амплитудного анализа сигналов со счетчиков cLEld.it. , что позволяло довести фон $ - -мезонов до Ъ%.

Рассмотрена блок-схема электроники аппаратуры отбора, накопления и обработки информации. Описана автоматизированная система управления, считывания, накопления и передачи информации на базовую ЭВМ ЕС-1022 через систему "ШгМ-апектроника-60". Кратко описан комплекс программ по обработке физической информации, его характеристики и возможности.

С помощью экспериментальной установки для измерения поляризации протонов в реакции ¿Г/>-*у(рис.2) была измерена Рд - составляющая вектора поляризации в области энергии фотонов = = (750*1200) МэВ для утла рождения -мезонов в с.ц.м. = = 70 и 80°. Протонное плечо,.состоящее из пробежного спектрометра, поляриметра, координатных детекторов и апергурного счетчика, предназначено для регистрации и выделения протонов, определения их энергии и углов вылета из мишени для восстановления кинематики, а также энергии и углов протона при его рассеянии в углеродных пластинках. Пробеаный спектрометр позволяет определить энергию протона путем анализа пробега до остановки в одном из счетчиков. Энергетическая область регистрируемых спектрометром протонов составляла Тр = (180*260) ЫэВ с разрешением & {7р) -= ±10 МэВ по каждому счетчику.

Поляриметр представляет собой распределенную систему рассеивающих пластин и расположенных непосредственно за ними МПК.

Пионное плечо установки предназначалось дая регистрации ^ -квантов от распада -мезонов и отделения фона. Представляет из себя годоскоп (520x520x300) мм^ из 16-ти СПП на основе кристаллов А/й'У{Т£ ) с конфигурацией (4x4). Исключение из регистрации зарякешшх частиц осуществлялось счетчиками, работающими в режиме антисовпадения. Кавдый из 16-ти СПП предварительно калибровался на вторичном электронном пучке Ереванского синхротрона.

Злекгронное оборудование эксперимента осуществляет отбор сигналов от сцинтилляционных счетчиков по амплитуде, формирова-

ние по длительности и амплитуде, выработку триггорных ("глас-терных") ишульсов от протонного и пионного плеч, а такие "мас-терного" импульса полного события Мр1£ Амплитудный анализ для отделения цротонов от сопутств* .ощих Ци--мезонов проводился с помощью двухкавального амплитудного спектрометра, осуществляющего преобразование аналоговой спектрометрической информации со сцинтилляционных счетчиков в цифровые коды, которые через блок передачи (Ш), синхронно с кавдшд событием, передаются в ЭВМ совместно с информацией от пробе,"ного спектрометра и ПЕС.

Описывается экспериментальная установка для исследования поляризации протонов в реакции С целью измерения

энергетической зависимости Рх.2 (в плоскости рюакции) и Ру (перпендикулярной ей плоскости) составляющих вектора-поляризации протонов в реакции фоторасщепления дейтрона был поставлен два;;:-дыполяризационннй эксперимент (ДПЗ) тша ("поляризованный пучок - поляризация протонов". Измерения проводились в области энергий фотонов Е^ = (290*454) МэВ под углами Вр = 65 и 75° на линейно-поляризованном пучке фотонов с вектором поляризации под углом 45° к плоскости реакции.

Протонное плечо установки идентично протонному плечу установки для исследования реакции ^О-^оЭГ0 (рис.2), поэтому отметим здесь только нейтронное плечо, служащее для регистрации нейтронов, с целью идентификации реакции '¡{(¿—■рн. .

Для регистрации нейтронов в энергетической области (110* -5-220) МэВ был спроектирован и создан нейтронный годоскоп, состоящий из 12-ти модулей, собранных в виде матрицы (4x3). Чтобы выделить нейтроны на фоне сопровождающих их заряженных частиц, перед годоскопом билж установлены сцинтшияшоннне счетчики, работающие в режиме антисовпадения. Распределение кратности срабатывания модулей Г1 -годоскопа в условиях настоящего эксперимента исследовалось отдельно и дало следующие результаты: одинарные срабатывания - 90/5, двойные - и тройные - Ре-жекция сопутствующих фотонов осуществлялась посредством регистрации антисчетчиками заряженных частиц, генерируемых в свинцовом конверторе, а эффективность режекции контролировалась с помощью времяпролетного анализа пробега частиц; приведены вре-мяпролетные спектры нейтронов реакции ХО-^-рп- по столбикам

Я -годоскопа и их параметры вместе с данными фоновых событий.

Рассмотрена блок-схема электроники выработки "мастерного" сигнала, измерения и передачи спектрометрической, годоскопи-ческой и времяпролетной информации в ЭВМ (рис.3).

Для определения эффективности регистрации и временного разрешения нейтронного годоскопа был поставлен отдельный эксперимент по регистрации ^р-ъ-яЖ*. Измерение этих характерно тик было выполнено для четырех значений энергии в области = (130*200) ЫэВ, которые соответствуют энергетической области из эксперимента по фоторасцеплению дейтрона.

Дяя регистрации пионов был спроектирован и создан двухка-нальный магнитный спектрометр, позволяющий одновременно фиксировать пионы с двуш различными значениями импульсов. Отделена 51--мезонов от "сопутствующих протонов осуществлялось времяпро-летным анализом этих частиц.

Описывается экспериментильная установка, блок-схема эксперимента, приводится измеренный вреыяпролотный спектр нейтронов (рис.4).

С цель» повышенна точности измерения времялролегного спектра в качестве формирователей для сиднтилляционных счетчиков в канале времяпролетного анализа использовались специально ооздаз ше формирователя временной арлвязха. Ьреиенной разброс этих формирователей в пределах динамического диапазона входных сигналов (0.1*4) В составлял ±0.15 не. Разрешающее время модулей нейтронного годоскопа составляло ±1.9 не. Эффективность регистрации нейтронов модулями нейтронного годоскопа определялась отношение;.;

о _ /V/

где Л/0(1) - расчетный (измеренный) выход реакции' -~П% *. Она составила в области энергий нейтронов Тп. = (130*200) 1.1эВ ~0.25.

Далее описывается экспериментальная установка для исследования поляризации кумулятивных протонов в реакции ■ Для зтого использовалось протонное плечо установки, предназна-ченно'е для исследования реакции ^р—см.рис.2) в требуемых условиях ( вф^, 7рк , А )•

-Была измерена поляризация кумулятивных протонов при двух

/чая.

значениях = Г.5 и 4.5 ГэВ для кинетической энергии протонов Тр = (170*270) ЫэБ и ядер мишени , С , АС,В случае исследования кумулятивных протонов в реакции ~-*-рХ число регистрируемых совместно с протонами пионов значительно превышает число протонов и поэтому требовалось разработать методику поденного разделения протонов от 5Г-^-мезонов, используя амплитудный анализ сигналов с двух сщштшшяшюншх счетчиков с применением пробекной методики для определения энергии протонов.

Вторая глава посвящена аппаратурному комплексу, осуществляющему отбор и передачу данных в 6Ж.

Рассмотрены некоторые вопроси конструирования электронной аппаратуры экспериментальных установок. Подчеркивается важность проблемы выбора конструктивной структурной единицы - модуля аппаратуры, обозначенная как задача выбора области ц границ фун-кционалыюго назначения, размеров (ёшсости) ыодуля и задача рационального размещения в нем функциональных узлов. Отмечается целесообразность принципа олтишзацдк и рационализации конструн-рования аппарг1'гурн в реальных условиях создания аппаратурных комплексов экспериментальных установок, понимаемого как путь перехода от управления вссш осповшзлп паршетреми к управлению. только наиболее употребимых для конкретного эксперимента, п определенной интеграции модулей в наиболее характерные, для близких по задачам экспериментов, функциональные узлы и блоки, а гагско переход к централизованному -ауавлешао к шщикашк.

масштаб и сложность создания современных экспериментальна установок таковы, что становится наиболее целесообразной ягециальпия, оптимизированная по сложности и стоимости разработка, чем универсализация аппаратуры.

Описывается структурная схема комплекса электронного обо-)удова1н,я (см.рис.а), состоящего цз электроники предварительно-'0 отбора событии (быстрая логическая электроника), гшпаратуры •егистрахщи, хранения и передачи в ЬВД ииформащз! с ¡ЛШ, простого спектрометра с СПП, со счетчиков йЕ(сСХ. «роме того, состав комплекса входит аппаратура, осуществляющая функции онтроля наиболее валких параметров экспериментальных устано-эк, пучка, мишени и высоковольтного питания счетчиков. Ериво-ттся данные о структуре и функциях связи и передачи информа-<ш в систему " Ьлектроника-60 - ЕС-1022", межмашинном канале

д

обмена, ркниме работы, программе сбора и обработки информации.

Необходимо отметить, что комплекс, в том виде, в каком он описан в диссертации, создавался в течение ряда лет, усложнялся и модернизировался вместе с развитием и модернизацией самих экспериментальных установок. При его создании и развитии приходилось руководствоваться не только все возрастающими техническими требованиями, ко и другими обстоятельствами.

Например, целесообразность создания многоканального быстродействующего (не "менее 100 МГц) пересчетного прибора (МПП), описанного во второй главе, определялась не только отсутствием схематических и конструктивных решении и производства подобного оборудования, но и Необходимостью обеспечить определенный уровень автоматизации процессов измерения и контроля, избегая в то же время неоправданной избыточности электронной аппаратуры и вычислительных средств. 16(32)-канальный быстродействующий (150 МГц) полуавтоматизированный пересчетный прибор с мониторами по числу {N ) импульсов и времени ( 7") экспозиции, с дистанционным пультом управления (ПУ) и общим блоком индикации данных и режимов работы, с магистралью данных и выводом информации на цифропечатающее устройство (ЦПУ), с возможностью внешнего управления функциями "старт", "стоп" и "сбор", со встроенным устройством КЗС был предложен, изготовлен и эффективно работал на протяжении многих лег в ряде экспериментов, результаты которых представлены в третьей главе. Обобщенные технические и функциональные характерно тики ШП представлены в табл.1.

Необходимость автоматизировать процесс измерения КЗС, занимающий значительную часть времени экспериментальных сеансов, определила разработку и создание устройства, работающего в комплексе с Ш1 и каркасом ЭЛЗ.

Подробно описаны схема и принцип работы устройства, способного автоматически измерять КЗС между любыми двумя счетчиками, тлеющими ЭЛЗ в канале электроники отбора. Диапазон измерения за-дерхки составляет 126 не (-G3 * +63), шаг квантования кривой -изменяемый,от I до 15 не. Начало и конец могут быть установлены в любом месте диапазона. Кроме того, диапазон измерения КЗС может быть расширен включением дополнительных блоков задержки^ в то или иное "плечо" установки.

Процесс измерения полностью автоматизирован. Оператору необходимо только с ПУ включить в автоматический режим ЭЛЗ счетчиков, медцу которыми необходимо измерить КЗС, выбрать диапазон измерения, шаг квантования я величину экспозиции точек КЗС и нажать "пуск". Результат в виде таблицы значения задерззки и числа совпадений выпечатываетоя па ленте иДУ.

Автоматизация измерения КЗС стала возможной благодаря разработке и изготонлению ЭЛЗ, составляющих каркас (стойку) из 56 модулей с магистралью данных и управления, с блоком выбора номера ЗЛЗ, связанный с ШП шинами данных и управления.

ЗЛЗ разработаны на основе параллельно-последовательного способа коммутации отрезков ВЧ-кабеля переключателями тока на интегральных схемах эмиитерно-связанной логики (ЭОЛ). Характеристики модулей ЭЛЗ приведены в табл.2. Модули ЭЛЗ являются составными частями электронной логики предварительного отбора с.обытий ' и выполняют функции временной синхронизации сигналов' с детекторов установки и выработки триггершх сигналов.

Описаны схемы и работа ряда модулей электроники. Это модули быстродействующих 16-ти канальных строб-совпадений (Ст.С), предназначенных для идентификации.частиц в годоскопах, с регистром памяти и шиной данных.

Это-модули 8-ми канальных формирователей временной привязки, разработанных для повышения точности измерения при проведении экспериментов с времяпролетной методикой. Принцип временной привязи.! - метод "следящего" порога с-фактором ослабления ^ = 0.3 с внешней формирующей задерккой, соответствующей фронтам регистрируемых сигналов.

Описаны модули быстрой логической электроники, такие, как блохш 8 х МИЛИ", 3 х "121-Ш1", 6 х "4И", 12 х "2ШШ", разветви..-тели импульсов (Я), применяемые в электронике отбора событий.

Для повышения уровня автоматизации аппаратурного комплекса был разработан и изготовлен программно-управляемый модуль, вклю-чаю'дий в себя четыре независимых канала: дискр;п.сшаторов-форми-рователей - электронно-управляемых задержек, объединенных в (2К*4Х)-кратную логическую схему "Н"/"ИЛК" по выбору , с цифровым управлением по магистрали каркаса порогом дискриминации и величиной задержки распространения сигналов в каждом канале. Модуль имеет стандартизированные в- уровнях /\JJf1 выходы в как-

дом канале после дискриминаторов, узла задержки и схемы совпадения, что расширяет функциональные возможности олока. Программное управление порогом и задерккоГшозволят автоматизировать процессы отладки и управления электроники установок, ыонптори-рования параметров и, главное, позволят рао'отать в реальном масштабе времени. Технические и функциональные характеристики мидулей электроники приведены в табл.2.

и третьей глазе описываются процедуры контрольных измерений характеристик установок и методика физических измерений, рассматриваются источники систематических ошибок п приводятся их величины. Обсуждаются результаты измерений асимметрии сечения реакции pfcс лда углов рождения 5Е"*"-мезонов в с.ц.м. &js>= 70° в области энергии фотонов - (752-=-1268) ЫэВ. Приводится сравнение энергетической загни злости асимметрии сечения (рис.5) с результатами феноменолох'пческого анализа .".¡аткалфа-Уилкера, уелпера и др., Азиаурян к др. показано, что измеренная кайл энергетическая зависимость асишетрин сечения удовлетворительно описывается предсказаниями анализа Азнаурян и др. Здесь ;;;е приводятся результаты измерения поляризации протонов отдачи в реакции ур —рЗС , а именно -составляющей вектора поляризации протонов в Д1Ъ для угла рождения^ -мезонов в с.ц.м. (рпо.6) 9лс - 70° в области энергии фотонов (730*1170) МэВ Сравнение данных по зависимости Ру i£j) с результатами различных феноменологических анализов доказывает, что анализ Азнаурян и др. не описывает измеренную зависимость. Анализы геллера, Иет-калфа-Уолкера удовлетворительно описывают зависимость до энергаь

1.1Ш}. Для ооластп £/>1.1 ГэВ эти анализы не даглг да>:;е . ачественного описания результатов эксперимента.

Приводятся Згх::ер;п.;ент^льные данные по ::з;.;еренш Ра г -составляющей вектора поляризации протонов в уоаглхп: в области энергии фстопсв £•% = v31Ut454) iioii для угла вылета нрото-

v ТРО -

НОВ в с.ц.м. Up = 75 ■ jj^epBuc измеренная энергетическая зависимость P<i {E-j) (рис.7) сравнивается с теоретическими кравши Баранника-Кулиша как с учетом ДР, так и ооз их учета. С измеренной зависимостью лучше согласуются результаты .модели с учетом К

Представлены такае результаты измерений зависимости поляризации нуцулах'дввых протонов в реакции от их пипетп-

ч

ческой энергии в области !р = (X70-5-270) L'oB для ядра'углерода при = 4.5 ГэВ (рпе.Ь).

Из получении;: данных слодуот, что в рассматриваемой области кинетической энерппх кумулятивных протонов поляризация протонов в пределах ошибок измерении слизка к нули при/у =4.5 ГэВ и А = 12*307. Этот вывод, наряду с результатами наших ранних измерении по асимметрии, a ivjcne исследования поляризационных явлений кумулят1шнцх протонов в реакциях р/!—рХ (Белостецкий, Вальшн и др.) и ifL ~А—X (Ветров, Буклей и др.), указывают на малую, незначительную роль спиновых эффектов в процессах образования кумулятивных протонов фотонами, пионами п протонами.

Заключение. В ходе разработка! методов и создания средств экспериментальных исследований, проведения экспериментов, обработки данных к анализа экспериментальной инфоркыда о'нлп полу-ченц следующие результаты выносимые на защиту:

1. Разработан it создан пробекный спектрометр протонов большой апертуры для регистрации протонов с энергией Тр = = (1504-270) МэВ и разрешением 6 ( Тр)<^ ±10 МэВ.

2. Разработал п создал 12-ти канальный нейтронный годос::оп Экспериментально, посредством регистрации нейтронов с энергией (130*200) МэВ в реакции JfP —^-pJi* определены: эффективность регистрации нейтронов коду-лямк нейтронного годоокоца, составлгущая ^ 0.25, и временной разрепение нейтрошшх модулей, равное -1.9 не,

3. Разработаны ir созданы: а) Слок-сх'г.пт Г;Л«:тронш:к экспе-рименгов по измероипо поляризационных на.^аштров з реакциях tfp--f8ic, tfti~+pjt » IfA—'pX ; б) ¡лногсфуккьио;:ьльный пересчетный прибор, включакцзй в себя 16 оцстродепетвущпх счетних каналов с вроьхшгш ргграюшси ^-5.5 не, е;лхотъа счета 10°,

с возможностью разделения жбого из них па. два носавксикюс cvor-mix канала с сохранение:.: быстродействия, с счета ¿о*,

с мониторами по числу импульсов и вроиск;« ппусиаппя, г.;а-гистралыа дашшх п выводом информации на гне-шн ■■" уит^оястзо ц т.н.), с дкегсащаоишь: пультом управления и елском

кации; в) устройство автоматизированного измерении! ^L-J, копструк-♦ гивно входящее в ШП; г> каркас Зло в объеме 5-0 -„юдулей с магпст-ралыо данных и управления, возиоаностыэ включения в автоматичес-

кий решал с ПУ ШП любых двух ЭДЗ, входящих в совпадет ельные каналы при измерении ШЗС; д) блок контроля, управления и передачи спектрометрической и годоекопической информации в ЭВЫ;-

е) модуль 16-ти канальных быстродействующих строб-совпадений с регистром памяти, выводом данных в стандарте ТТЛ и управлением;

ж) модули быстрой электронной логики, такие, как 8 х "4ШШ", 3 х "12ШШ", 12 х "2ШИ", 6 х "4И", разветвитель импульсов;

з) функциональны!! узел логики с программным управлением порогом и задер;ккой, четырехканалышй - с логикой объединения каналов ' "И"/"ИЛИ"..

4. Созданы экспериментальные установки на основе пробеи-ного спектрометра, нейтронного годоскопа, СИЛ, поляриметра протонов, комплекса электронной аппаратуры, функционирующего на линии с ЭВМ, для исследования поляризационных параметров в реакциях -¿а-ч-рл- , .

5. Впервые измерена энергетическая зависимость асимметрии сечения реакции —в области энергии фотонов Е^ =

= (750*1270) МэВ для =70° в с.ц.м.

6. Измерена энергетическая зависимость Ру (^)-составляю-щей вектора поляризации прогонов отдачи в реакции ^р—,р31'с ъ области энергии фотонов Ец ~ (780*1170) ЫэЗ для 9$с - 700 в с.ц.м. /^-поляризация впервые измерена совместно с Рх1 -поляризацией в ДПЗ типа "поляризационный пучок - поляризация протонов отдачи". Проведено сравнение измеренных зависимостей и Ру (с предсказаниями феноменологических анализов (Ыеткалфа-Уолкера и Феллера и др., Азйаурян к др.). Доказано, что ни один из этих анализов не описывает измеренные зависимости асимметрии и поляризации. " •

7. Впервые проведен двазкдшоляризацноюшй эксперимент "поляризованный пучок - поляризация протонов" для реакции фоторасщепления дейтрона в области энергии фотонов =

= (310*454) ЫэВ под углом Вр - 75° в с.ц.м. Описание экспериментальных данных по энергетической зависимости Ркг в рамках модели Баранника-Куллша качественно улучшается после введения дибарионных резонанссв.

8. Впервые измерена поляризация- кумулятивных протонов в реакции /л~*-/?Х в зависимости от их кинетической энергии в

1.6

__max.

области ¡p - (170-г270) ГЛэБ при Ь^ = 4.5 ГэБ для ядра мшпени

углерода. Поляризация кумулятивных протонов в пределах ошибок

измерений близка к "нулю.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах:

1. Авакян P.O., Авакян Э.О., Аветисян А.Э., Агабабян К.III., Айвазян Р.Б., Арестакесян Г.А., Арутюнян М.А., Гиндоян С.Г., Еганов B.C., Кордонский LLC. , Косаков И.Х., Ыарукян P.O.,

- Матевосян З.Гл., Пеграбян Ы.А., Мирзоян P.IJ., Нанасян A.C., Оганесян A.A., Оганесян М.А., Петросян Е.В., Прохоренко H.Ii., Саркисян Р.Ц., Сукиасян Ю.З. , Схторян E.I.I., Тароян С.П., Шихляров Ii.К., Елбакян P.i.i. Установка для измерения поляризационных параметров в реакции фоторасщепления ЗГ^-мезона. Препринт КЖ-623(12)-83. Ереван, Г983. - 19 с. .

2. Авакян P.O., Авакян З.О., Аветисян А.3., Акопов Н.З., Арма-ганян A.A., Гиндоян С.Г., Данагулян С.С., Еганов B.C., Ко-саков И.X., Марукян Г.О., Мирзоян Р.Ы., Оганесян A.A., Петросян Ж. В., Саркисян Р.Ц., Схторян E.Li., Тароян С. П., Зл-бакян Г.Ы. Экспериментальная установка для измерения поляризации протонов в реакциях фотородцения. Препринт &Й1-506(49)-81. Ереван, 1981. - 20 с.

3. Агабабян К. III., Айвазян Р.Б., Арестакесян Г.А., Асатрян P.A. , Бартикян Ы.В., Еганов B.C., Керопян И.А., Марукян Т.О., Ыа-тевосян Э.Ы., Меграбян Ы.А., Оганесян A.A., Оганесян Li.А., Оганян К.LI., Петросян Г.Ы., Петросян L.B., Саакян 3LC., Тов-масян Г.Х. Экспериментальная установка для измерения поляризации протонов в реакции фоторасщепления дейтрона. Препринт Ш1-1223(9)-90. Ереван, 1990. - 25 с.

4. Аветисян А.Э., Гиндоян С.Г., Еганов B.C., Саркисян Р.Ц. Многофункциональный пересчетный прибор с высоким быстродействием. Препринт 101-703(18)-84. Ереван, 1984. - 28 с.

5. Аветисян А.о., Еганов B.C. Устройство автоматического измерения кривых задерганных совпадений. Препринт Е<Ж-702(17)-84. Ереван, 1984. - 9 с.

G. Авакян P.O., Аветисян А.Э., Багдасарян A.C., Вартапетян Г.А., Данагулян С.С., Еганов B.C., Керопян H.A., Косаков И .л., La-рукяп Г.О., Магевосян Э.Ы., Оганесян A.A., Петросян К.В., .•

прохоренко ILL., Схторян E.iil., Тароян С.П., Ыихляров К. К., сЛОакян Г.¡Л. Цзиереше асимметрии сечения реакции fp° в резонансной области // HQ. - 1983. - Т.38. - Вне. 5(11). -С. II96-IISB.

7. Авакян P.O., Авакян 3.0. , Аветисян к.д., Агаронян A.B., Лсатряп P.A., Багдасарян A.C., Варгапетян Г.л., Гавалян В.Г., Гнрибян 1Q.1. , Даюплшн K.P., Еганов B.C., Каранетян А.II., Керопян H.A., Ькрукян Г.О., Патевосяп 0.1,;. , Оганесян A.n., Оганесян H.A., Иетросяк LAB., Сасосян U.C.. Сукпасян D.S., Схторян S.Ï.Î., Тароян С.А., Едбакян Г.Ы. Измерение поляризации прогонов в реакции фоторо;;деш-1я й"'-мезона для угла âjîc- 70° на линсйпо-поляризованном пучке фотонов // л-j. -Î9C7. - Ï. 46. - Вып. 5(.lI) . - С. 1445-1448.

8. Авакян P.O., Аветисян л.б., Асатряп P.A., Багдасарян A.C., Бахшецян P.P., Еояхчлн E.I.Î. . Гарибян ид., даллакяп А.?. , Дапагулля С. С. , Li' аяов B.C., Ааралетян А.ГА , Керопян И. А. , Кизогян G.G., йарукян Г.О., Матевосян б.LA, Цеграбян , Оганесян А....', Оганесян ¿I.A., Цетросян T.L., Петросян A.B., Саакян A.C., Сукнасян И.о., Схторян E.Ü., Тароян С.П., <я-бакян r.i.i. Измерение пощризацци прогонов в реакции "ßdr+pH на линейно-поляризованном пучке фотонов в области Еу- (310*--454) 1<1эВ для.утла 9р = 75° в с.ц.м. // Яу. - 1990. -

Т. 52. - Вып. 2(8). - С. 312-317.

9. Авакян P.O.,'Аветисян А.З., Арестакесян Г.А., Бартлкян Ai.В., Гарпоян ¡O.A. , Григорян A.c., Еганов B.C., Каралетян A.Ii., Карапетян М.П., Керопян И.^., Карукян Г.0,, Штевосян З.ы. , ГЛеграбян M.А., Оганесян A.A., Петросян Г.М., Петроеян A.B., Прохоренко II.П., Саакян U.C., Сукпасян Ю.~3., Схторян Е.Ы., Поляризация кумулятивных протонов в реакции л А—// IS89. - Т. 49. - Вып. 2. - С. 468-472.

Таблпна I

Функциональные и технические характеристики ьЖ

Число каналов

1С(32)

Емкость счета одного канала

Ю& (ГО4)

Разрешение пари импульсов

^5.5 не

Уровни сигналов по счетному входу

ШМ, ТТЛ

длительность импульсов по счетному входу

>3 не

Емкость монитора - "время" (7~)

(Г*9)-10(0*3)сек

Егжость монитора - "число" (/V)

/ровни входных и выходных сигналов внешнего управления

га, Ы1П

Частота тестового генератора

110(80) ЦГп

диапазон отрсоитываешх задержек в регсике измерения К30 (регулируемый)

126 не (-СЗ -г +63) не

ьаг квантования КЗС (регулируемый) Ц*15) не

п д п к а ц и я:

— счетных каналов

десятичная, 8 разрядов

номера счетного кашла

десятичная, 2 разряда

- величины :; знака задерл:кл в режиме измерения КЗС

десятичная, знаки 'V и "-"

- ^сшаюв раитг

оуквы русского алфавита

Длзда кабеля связи с ГО

1.5 м

Лдина кабеля связи ЫШ.1 с каркасом ЗЛЗ

1.5 и

Длана кабеля связи с ЦПУ

I м

Таблица 2

■ Сводная таблица параметров модулей электроники

функциональные и технические характеристики Н а и м е н о в а п и е м о д у л'е й

Ст.С элз ¿MI 4"ИЛИ" 12"ШШ" 4"И" Р ОУЛ

Разрешение пары импульсов или быстродействие не, (МГц) »2.5 (80) (70) £2.5 - >2.5 »2.5 (100) (100)

Длительность входных сигналов (не) _ >/5 гз >✓3 ¿•2.5 »2.5

Собственная за-! дерика (не) I 5 14 12+18 5.5 10 6Г5 4 30

Количество ВХО-; тд/тс лов/выходов • ±0'±0 1/2 1/2 4/2 12/2 4/2 IM 4/10

Кол-во каналов ( 16 I Q 0 .3 6 6 4

Вид функциональнотроб ного управления ¡сброс задержек ручной строб - строб - строб, выбор логики-"Г/"ИЛИ"

Программное ¡чтение управление !сброс г задержке . .. _ — — "порог" дискриминации (20 мВ+5,12 В). Задерика (0*63) не

Длительность ! фронтов сигна- ! 1.5 -лов (не) ! 1.5 2.5 1.5 1.5 1.5 1.5 2.0

Длительность выходных сигналов! (не) ! - ■ 10*80 - - - - 10*100

Примечания; I. Величина временной нестабильности йЗП в динамическом диапазоне амплитуд 40:1 составляла ±150 псек. 2. Количество возмокных уровней квантования "порога" дискриминации 1-УЛ составляло 256.

ЕС-тг Процессор

Э-60

¥ и

I

зг

Магистраль э-ео -г-у---

Ж

\ппзч\

К К

1С

МАГИСТРАЛЬ КЙГ1ЯК

иО

Рг Г5

^ V 1 БУП л_ь А7 -- -Г V ч!- ЛИ

_1£ —

Кб

-ц---- т--г --1

нпп ^-г N1-к и а тс злз

Рис. I. Структурная схема комплекса электронного оборудования.

¿-"Г"»

*Н> КЧЯЪ НВД|У> мЯШь«

ипм-1 |> Г^ "

Л

||

ЦЛ.П.П,

Рис. 2. Экспериментальная установка для измерения поляризации протонов в реакции ,

I. - I, . »1 И, . 1г С

ш

йжйгшиш

^в4||й| к»ш утт

Рй нЦ Йн I*"! НИ4Н

НР|Й [»Й №] (н^) ^лд щцкщ И -ф-'^-Т! ^ 0"О"

1 ч

Й'ШГГГГЙ

г-ай^ .л»

•р7! "РП -руН

е й'с^и.

[V)

А 1 Д и ■ :

— БП С 1 : тч:

».{З-'й

ЕЗ

Рис. и. Блок-схема электроники эксиодолонти по последовал;;^ колшризгздш протонов в пеадш;: —.

/

кп

■ Рис. 4. Времяпролетный спектр нейтронов с энергией Тп = 130 КэВ.

Рес.

5. Энергетическая зависииость асимметрии сечения реакции ^р —для угла роздешгя 5Г' -мезонов - 70° в с.ц.м.: | - настоящий эксперимент.

ГР - Р''

4

и*

цг

в,. = 70'

_ Мй 1 е у,т»

| _ Наст райога

х-Х+ТИ

Рис. 5. онергстическая зависимость /^'-составляющей век-

в ре

: £ - настоящий эксперимент.

тора поляризации протонов в реакции *-р?7с для = 70° в

угла

с.ц.м.

Рис. 7. Энергетическая зависимость Гхг-составляющей вектора поляризации протонов в реакции {-рГ1

для угла вр = 75° в с.ц.м.: £ - настоящий эксперимент. Кривые: сплошная - с учетом дибари-онннх резонансов; штриховая - без учета ди-барионных резонансов.

р

125 -

.«в

То. мэб

{

Рис. 8. Зависимость поляризации кумулятивных протонов от их энергии для ядра мишени углерода при = 4.5 ГэВ.