Множественная генерация частиц в п-соударениях при 4 и 40 ГэВ/с и фрагментация ядра кислорода во взаимодействиях с протоном при 325 ГэВ/с тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

«а*

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН V ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

МНОЖЕСТВЕННАЯ ГЕНЕРАЦИЯ ЧАСТИЦ !) -С-С.ОУДЛРЕШШХ ПРИ 4 И 40 ГЭП/С И ФРАГМЕНТАЦИЯ ЯДРА КИСЛОРОДА 130 ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ С ГП'ОТОНОМ ПРИ 3.25 Л ГЭВ/С

Специальность 0I.04.I6- физика ядра и элемспгар!:ш '¡aeiiiri

На ftp an an рукописп

ОЛИМОВ КОСИМ

Авторе фора т дпссфгацйи isa соисгшие yieitoí! crcnemf доктора tfitaitKo-Miireitini^ectcti!: tíaух

ТАШКЕНТ -1997

Работа выполнена в лаборатории множественных процессов физики к технического института ни. С.В.Стародубцева НПО ^Фщик^-Соднце" иц. С А. Азимова АН РУ. •

Официальные оппоненты:

доктор физике математических наук,

профессор В- А. Никитин

доктор физнхо-мате.атнчесзсих наук,

профессор М. М. Муишю»

доктор фиаико-цатематнческих наук,

профессор Е. Н. Исиатои

Ведущее иаучцо-ишгедоЕательское учреждение: Фнзцческий инсппуг 1Ш.П.Н.Лебедеаа Российской • а^адешш наук (Россия, г.Москва)

Автореферат разослан- ' - 1997 года.

Защита диссертации состоится и Ъ " 0 года

„час на заседании Ученого совета ИЯФ АН РУ (г.Тащкеит, поселок "Улугбек", ИЯФ АН РУ, конф^реиц-зай).

р ф1$щгтшей можно ознакомиться £ библиотеке ИЯФ АН РУ,

Ученый секретарь Сонета цоргорф|Ьико-«ате«атическш^на}!к>^ р(

,пр<$ессор / Б. И Ио^тоз'

)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тсмн.

При исследовании взаимодс(1стпня частиц с ядрами при высоких энергиях накоплен огромный экспериментальный материал и для сто описания разработано большое число моделей, в том числа основанных на кварк-партонной структуре одропоп. Несмотря на это многие вопрос!,!, связанные о механизмом генерации частиц на ¡.драк и процессом фрагментации ядер - многостадийным к сложным явлеии-ем, остаются открытыми, Экспериментальное обнаружение кумулятивных части и наблюдение различия структурных функций квазн-свободиых и связанных нуклонов указывают на некорректность рассмотрения плрои-ядериш взаимодействий как суперпозиции отдельных адрон-нухлониых столкновений н явно свидетельствуют о коллективных свойствах ядерной материя.

Экспериментальные данные по многим общим характеристикам адрон-ядерных взаимодействий, такие как ередаше множественности, средине поперечные импульсы, парциальные коэффициенты неупругости и различные инклюзивные распределения, оказались малочувствительными к механизму множественной генерации частиц па .ядрах и выбору между многочисленными современными моделями и подходами к проблеме.

В связи с этим для построения реалистической картины (тожественной генерации частиц па ядрах требуются поиск новых физических закономерностей, применения более чувствительных к механизму множественной генерации частиц методов анализа данных я количественно!! проверки большого числа различных моделей йзпе-ния. Имеются теоретические к экспериментальные указанна на то, что более критнчпымн I; механизму рождения являются характерно! и?см частиц, образованных в области фрагментации снаряда, данные о свойствах лидирующих адронов, о корреляциях мекду основными ха-ргчстерисгнкзми конечного состояния и лидирующих частиц.

Для полного описания процесса адрои-ЯдерНсго взаимодействия необходимо получение Оо.чся детальной информации о Сотсш^я г-ыхода фрагментов при различных из««.*, изучяию их княпгд-тическнх гарятаг-ртни ч корреляции а чх Ттеис глн-

иыоякоигточ итоге яошм при решат* Iгмтд готуатнм« нро&неч, как рот кл-зснумоЯ оосгоятш мс-гошда- йл}>а » янерны* реакпич«,

поведение ядерной материн в необычных неравновесных условиях, в том числе при высоких плотностях и возможно, а состояниях кварк-пяоошшой плазмы.

К сказанному выше можно добавить, что данные, относящиеся к шюжесгвешюй генерации частиц на ядрах и фрагментации ядер могут нацти свое применение н в развитии исследований в области космофизнки И КОСМОХ11ЫШ1.

Целыо пябппл являются:

« Сисггеыашческнй и сравшштиын анализ широкого круга ранее не изученных характеристик процесса множественной генерации частиц а ягС- и соударениях при 4 и 40 ГэВ/с.

« Получение нового и значительного по объему экспериментального материала по взаимодействиям релятивистских ядер кислорода с протоном при 3.25 А ГэВ/с. Детальное исследование процесс» фрагментации ядра кислорода.

• Количественное и качественное сопоставления полученнш результатов с предсказаниями современных моделей адрон-ядернш соударений и определение степени их адекватности эксперименту, г также области применимости.

Новтт работа.

В результате детального исследования импульсных характе рнстик заряженных пионов в «-М- и к С- соударениях при 4 и 40 ГЪВ/ впервые показано, что корреляции ¿¡саду средним поперечным <РХ> ¡1 продольным ниульсами вторичных пионов (в с.ц.н. яр-стол:; парения) отличаются во всей области изменения для обоих тнно. взаимодействий. 'Усгапсьяенная ранее незайисиыесп или слабая зав и симость <РХ> от массового числа ядра-мишени обусловлена эффе«. тайн компенсаций, возшисающих при ус-редпешш данных о поперек них яцнульсах но всему фазовому объему;

Дач лидирующих частиц, образованных в и ж С- соудар< щтк при 40 ГзВ/с впервые уетаношено.чго;

-ии'нульрные распределения лидирующих пионов одного и т( го знака заряда имеют идентичную форму независимо от типа ш шеи и;

средние зная ни, множественности рторичных прогонов и ш

оноп из области фрагментации мишени не зависят от кинематических характеристик лидирующих частиц;

-рост средней множественности рожденных частиц с увеличением поперечного импульса лидирующих частиц наблюдается только в центральной области и происходит одинаковым образом для обоих типов взаимодействий.

Эти экспериментальные факты ягдякгтся результатом единого механизма образования лидирующих ^ (11Ц и обоих классов ь^йймо-дсйсганй • нернферичностн изучаемого-опта соударений, На языке ад-дитнлнон кзарковой модели (ЛКМ) сохранение (образование) лидирующей частицы связано с однокварковым взаимодействие«, Относительная разница спектров лидирующих част иц па ядра и нуклоне убедительно объясняется АКМ поглощением одногутгварка начального адрона в ядре.

В аирон-нуклонных и адрон-ядсриь;х соударениях в широком интервале первичной энерпш (4-800) ГэВ опрсные обнаружено существование п шкале быстроты особой точки у0) при которой дифференциальная множественность вторичных заряженных гшоноз не зависит от типа снаряда и массы мишени, а также от поперечного импульса рассматриваемых частиц. Величина Ь=ути-Уо 1гс зависит от энергии со-ударстш, типа мншени и налетающего адрозм, которач шпкет еттпь чувствительны и тестом для проверки предсказаний современны* моделей аярон-ядерных соударений при высоких энергиях.

.Получен новый уиикалышй экспериментальный матерняя по взаимодействиям релятивистских ядер кислорода с протоном при 3,25 А ГэВ/с - 'более 17 ООО событий по просмотру и III00 - с иад«к«оЯ идентификацией заряда и высокой точностью импульсных измерений дпл всех заряженных частиц и фрагментов.

Впервые определены тоявяопш и вероятности ес^лягешхсгим-различных каналов фрагиенкшни ядра кислорода. И/шорен изотопный а) став фрагментов.

Впервые показано, м» в процессах фрагмента«/»»« ядра кислорода особую роль играют каналы с образояаяяея «-части, зптт-тельная часть которых образуется от распада нестабильного ядра

Впервые обнаружено, что роль заряяоебшяшмх пропсосоя с протоном-мишенью в образован;!!! ©тйос'пелш» «еялсинмх фрагме:». тез в системе покоя кислорода очень н«1 '-»читет-иа.

Проведено количественное к каче«. сравнсш»я с

рниентои предсказаний различных современных моделей адрон-ядер-ных соударений и установлена их область применения, выявлены недостатки и указаны пути возможного усовершенствования.

Ндучтя н практическая ценность. Результаты работы дают обширный фактический материал для проверки теоретических моделей и подходов к проблеме множественного рождения частиц в адрон-ядериых соударениях и процессах фрагментации ядер при высоких энергиях и могут бьггв использованы для построения теории сильного, вз л ¡ш о дсп стаи я, а также при планировании новых экспериментов на ускорителях ионов.

Данные об изотопных составах ядер при фрагментации ядра кислорода могут иметь приложение в космофизических и космохн-инческих исследованиях.

Апробгм.рш рп^ту! я ггубяпкпнлп, Основные результаты работы предел* слались на XVII- XVIII Международных симпозиумах но многочастичной динамике (Аш1па, Есс\'/1ике1,1936 и СССР,Ташкеит,1987), на XXVIII Международной конференции т физике высоких энергий ( Польша, Раршава, 1996), па Всесоюзных совещаниях по взаимодействиям частиц и ядер с; траыи (Ташкент, 1973,1981), докладывались на научных сессиях ОЯФ АН СССР (1930-85 г.г.), рабочих совещаниях Мендоиародных сотрудннчесгв по обработке стереосшшков с 2-й пропановой и 1-м водородной (1978-1992 г.г., г.Дубна) пузырьковых камер, семинарах Лаборатории высоких энергий ОИЯИ и Отдела высоких энергий Физико-технического института НПО "Физика-Солнце" АН РУ.

По цатерпалам диссертации опубликованы 23 научные работы, список которых праведен в конце автореферата.

На защиту выносятся следующие одиозные результаты:

1. Данные систематического экспериментального шшииа широкого круга характеристик множественного рождения частиц в г; N -и к С - соударениях прн 4 и 40 ГэВ/с и ряд впервые установленных закономерностей этих взаимодействий.

2. Результаты детального анализа свойств лидирующих частиц '17.-М- и ж С - взаимодействиях при 40 "эВ' -.

3. Результаты исследования корреляций множественности заряженных частиц различного вида, образованных в кислород-протонкш соударениях при 3.25 А ГэВ/с, данные о топологических сечениях фрагментации ядра кислорода.

4. Данные об изотопных составах фрагментов, о механизме образования ж-частнц, выходе зеркальных ядер, процессах полного разрушения ядра кислорода.

5. Результаты количественного н качественного сопоставления экспериментальных данных с предсказаниями моделей множественной генерации частиц, в том числе кварковых и кзскадно-фрагмен-тациошюн испарительной модели, а также установленные области их применимости.

Ofa.cM и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глаз, заключения и списка цитированной литературы - всего 193 страницы, включая 54 рисунков, 18 табли г, оглавления и бнбянд-трафию из 173 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РА НО ТЫ

Во введешв! дается обоснованно актуальности темы, проводится краткий анализ экспериментальных данных по аяроН-ядерньш соударениям при высоких энергиях п5 исследуемой проблеме и сформулированы цели работы.

В первой главе диссертации прпгсдспы оси.тепые характеристики 55-саитимсгрояой (ПК-4), 2-метровой ЩТПК-500) пропансвых 1-иетровоЙ водородной (ВГОС-IÖO) пузырькошхкоиез, пучкоа н дано краткое описание методики обработки фильиозой информации.

Просмотр стереофотографий проводило! на проехииочлЫх столах, дающих примерно истшшое изображение событий в камере. Эффективность двойного просмотра для звезд о числом вторичных заряженных Частиц sich аЗ была блилка к 100% , а для двухлуЧешх составляет около 90%.

Разделение г/ротоноп и -мезонов проводилось: для ПК-4 и ДТПК-500 при Р<750 МзВ/с, а для ВПК-. <)>') - Р<1,25 ГэВ/с.

Измерения событий проводились полуавтоматических. установках. работающих на липни связи c^BV:.

Средняя величина относительной ошибки в определении импульсов <ДР/Р>, вторичных частиц (за исключением визульно идентифицированных протонов, для которых <ДР/Р> = (7.0 ± 0.4)% при А ГЪВ/с н (5.0 ± 0.3)% при 40 ГэВ/с) оказалась равной (1-5,7 ± 0.3)% 1 (11,5 ± 0.3)%, соответственно, при 4 и 40 ГэВ/с,

При отборе фрагментов с длиной треков Ь>40 сы в рабочее обгрме 1-м камеры средняя относительная погрешность в опредеяе нии импульсов не превышает 3.5% при всех значениях заряда и бо лее надежно идентифицируется заряд фрагмента. Средние абсолютны* ошибки в измерении азимутального угаа в шюскостн ХСУУ для фраг ментов составляет <Др>=(0.б0 ± 0.01) мрад, а для глубинного уш <Да>=(1.50 ± 0.02) ырад.

При изучении характеристик иеупрушх я-С-взаимодействий п результатам импульсных измерений были выделены случаи упругог гср-рассеяния при 4 и 40 ГэВ/с и когерентные трехлучевые событн при 40 ГэВ/с. При 4 Гг-В/с неупругне когерентные события не выдег шшсь, так как сечение таких процессов при энергиях Е < 4 ГэВ очен мало/

Статистика измеренных событий составляет; 3271 к Ы- и 40С я С-взаямодействий при 4 ГЪВ/с; 16818 я-Ы- и 17664 я-С-соудареш< при 40 ГэВ/с.

Данные по фрагментации релятивистских ядер кислорода 1 взаимодействиях с протоном основываются на анализе 17448 собып данных просмотра и 11104 - измеренных.

Вторая гоша диссертационной работы посвящеьа детально» Исследованию импульсных и быстротных характеритик заряженш пионов в я-Ы- и кС-соударениях при 4 и 40 ГэВ/с и сопоставлению и пученных результатов с предсказаниями современных моделей адро ядерного взаимодействия.

Показано, что в области фрагментации мишени в пион-уп родных, соударениях степень приближения к скеадишу ишыцол иьи сечений го продольному имчуяьсу заряакешолх гаюшв (особен ДЛЯ я+-ммошг) сущестрсшю сильнее, чем в адрон-пуклонпых взаю асйс шшх (см. рис.1). Причиной такого раннего скейлннга I ¡видимому, является деление первичной энергии в( внутриядери ПСр-рассеяниях. Это подтверждается гем, по модель Лунда каче

вата воспроизведет такое изменение скейлингового поведения инклюзивных спектров при переходе от ЬИ- к ЬА-соударенням,

. Анализ распределений по поперечному импульсу яг'-мезоноз, образованных л пнон-нухлонных и пнон-угяермшых соударениях при 4 н 40 ГэВ/с показал, что средшга тперепп.га импульсы заряяюшш гагошп а и я-С-соудареш1!К оказались одгаиковыш н очень пллбо возрастают с энергией (сн.табл. 1). В модели Лунда <1\> оказалось на зависящим от типа мишени, а его значение приблизительно на 20% меньше, чем на опыте.

5

I ;

р «

■ а)

« * ГаЭ ;

* —— <0 :

- - " шно

1 1

0.3 о.< о.в

Р„. ГэВ/с

а.

«4

2 <

10»

! -Г

„-+С — )п* +Х

б)

• 1 Тов — 44 ПгВ ---- ЦгЫО

0,0 . 0,2 0.4 0,9

' Р„, ГэЭ/й

Гйс.1. Рдснрсдетеют « (ч)- п п"(С)-мсзе::ов ¡19

импульсу г пС-оушр'тш.'х пря 4 п 40 ГзЗ/е.

Исследование корреляции между поперечной 0 продольной компонентами импульсов я'-мезоноп о й-М- И "С-соударешмх при 4 и 40 ГэВ/с показало, «по , ггматгмшость ссх.тсго геттгре'яюго цчпуль-сз чарялсешй.п тяюз от массового 'т < дара-мишени в ЬА-вюн-УОДСЙС1Р,!ЮТ п^усжттсна (Г.> пгпк.м кум?" ¡¡елкялпш.п эффектен, ?гн

-0.4 -0.2

1.0

0.0

и.а

0.» —0.2

ю

1В!хаюццк при усредаюшш даившкс о Рх по всему фазовому объему. Модель Лунда даже качественно не описывает наблюдаемые в зкспе-рнненте }сорреляцзш <Рл>=ДР'>, что и связано с не учетом в модели процессов внутриядерного перерассеяния рожденных частиц.

Таблица I.

Сжиние зтченяя поперечных импульсов вто ричных ^-мезонов (л МэВ/с)

Р«, ГэБ/с я С

<Р1(к -)> <Р1(я •)> <Рх(л *)>

4 316+6 ' 355 ±5 315+5 358+7

40 364 ±2 316 ±2 362+2 378 ±2

РШТЮР-! 303 ±2 319 ±2 312 ±2 321 ±2

Результаты детального исследования отношения нормированных инклюзивных сеченцй к- -мезонов на ядре углерода и нуклону 11 (у) в зависимости от продольной быстроты у, при 4 и 40 ГэВ/с для событий с разным числом вторичных протонов приводят к следую' щеиу. В шкале быстроты существует особая тсгка у„, вблизи котороз д^фе^евдилыиягшю'чесгзсшюсгь заряже1шых пионов не зависит оч числа вторнчггых протонов. Такое же поведение имеет и величин; К(т]), полученная по псевдобыстроте релятивистских частиц для раз дичной компоненты ядерной фотоэмульсии.

На рис.2. показана энергетическая зависимость величины у< Щтрнховал.лшщя - результат аппроксимации формулой

Ус = а + ЫпЕо (1) со значениями параметров а=-0. II ± 0.26, Ъ=0.96 ± 0.07 и с х2/числ степеней свободы - 0.24. Видно, что энергетическая зависимость Уо интервале Д, = ( 4-800) ГэВ для к А- и рА- соударений хорошо опись дается универсальной эмпирической формулой,Таким образом, энй] цешчеаса« зависимость величины у„ подчиняется универсальной за;« |ЮА!ернзсти, не зависящей от пи: налетающего ядрона и массовш нисла адра-м!ш1С1Ь5 А.

• Впервые показано, что величина у„ в пределах экспериментам яьсх 1Ю1решшс1ей |ш зависит и от иоиеречшго ¡шпульса л* -мезош образованных а к- М- и « С- взаныодей« бия- при 40 ГэВ/с.

и

Так как максимальная быстрота изменяется с энергией так ж, как 1нЕо (утм= 1п[2Ео/н^) н в выражении (1) Ьм1, то отсюда следует, что величина Ь - ут„ - у0 но зависит от энергии соударения. Из нашего анализа следует, что =2.8 ± 0.2.

Обнарз-жсшл корреляции мк'щу средней мнояссстнеяиостьго зд-рснов, испущенных в заднюю полумеру <пс >, и числом чаепщ, вылетающих в переднюю полусферу пг, в системе центра масс сталкивающихся чаепщ для адрон-ядерпых о. ударений в интервале (4300) ГзВ; <пв >- а +Ьлг. Параметр наклона Ь логарифмически гоз-растаст с энедгаей и не зависит от типа снаряда и мишени. При этой дач одноименно заряженных частиц корреляции слабее, чем для исся ??ргже1шьк адроиол-. Этот результат может бьгть следешюц та; на-з'-гвасиых короткодействующих корреляций, проявляв чихся епчьпе? тя чаепщ разного знака.

в

5

=> 4 5

г 1

Л

л*"

.А

4 Ил

.... фйт

о п-Ме

» рхе

» п-Ст

♦ л-с

» :> « 10' ) ! < 10» 11» 1 £М

Ео. ГзО

Рвс.2. Эпгргсттггеонг змнс?'лво1 »гяггяэд у„. Ш^говям ¡кпяя • раугхггг ишрохояодт фвреувей (I).

В столккопсшпх «г,гр "Ме с ядрами эмульсии при 4,1 А ГзВ/с и г.С-соудзрсннг.х при 40 ГэВ/с иаблюдеяы быяротные коррекции, обуслсалсн'ше флуктуацией чгсяа ттуклоноч, учгсгеующкх го т-1шсдсйсгвия.

В третьей гл-.м предспалсни результаты легального кося?-допаши различны* «фгкгсрнстлк швдяругоцт пионоп, образдвая-иш во взааисяейстггтх «••яиснзоядраая углерода и нуклонами чрн 10 ГзВ/с.

Отсрччпы!! «' - или • еюои сч пала! энергетически Ььж-

7

дишьш в событии, шш его продольный импульс в лабораторной системе координат больше, чем у остальных и превышает 5 ГэВ/с.

На рисЛ показаны слсктри энергетически выделенных заряженных пиано» по фейнцаиовской переменной х, а с.ц.и. я- р- столкновения для я-Н- н я-С-вззииодейспшй, Отмепш некоторые характерные особенно«!« этих распределении:

. и) спектры л'-иезонов более '^жесткие", чем для положительных пионов для обоих типов взаимодействий;

б) »области х<0Л5 инклюзивные сечения заряженных пионов в

пион-углеродных соударениях систематически больше, чем

доя пнон-цуклоиных, а в области х>0.3 - наоборот,

в) в области х>0,3 спектры заряженных пионов для обоих типов взаимодействий имеют довольно близкие формы.

2р---,. . --.-.-,-■-.-

100 _ » 8 * * 4

* ; * 5 а 8 . 8 4

•- ° ■ • » * ! . ь з: » „ * г « г:

-1Г •» ' :

•Ч»0-' г " « :

° "¿д. р-М ф :

* * «-М в

5 "I 0 "вд- "~С 1

' - »-с ♦ :

ю-л , ■ ■ ■ ■ ■ ...■.,

о.о о.э о.-« о.б о.а 1.о

X = Р„*/Р?„ох

Р;:сЗ. Норшгроаатыеяансуьругое ссчошсвзавыодсЗсгаисаюяри эцгргснмеащ вьщевдпшх згражзпшх пиоиои па Пфсиашай х.

Разница инклюзивных плотностей энергетически выделенных заряженных пионов наглядно ввдна также из рис.4, где приведены их отношения на ядре углерода и нуклоне, Т1(х) в зависимости от х. Там дня сравнения ипведены и расчеты по модели Р11ШОР-1. Это отношение иачдная сх=0.3 и выше в пределах эксл ер и м е!¡тальпых иэгрсшиосхсй остается восготнии дая обоих типов знаков заряда пионов.

Такое поведение вплоть до максимального значения »и-• пульса указывает ¡:а подобие мехашийа .л. образования в пион-пук-лонном и пиои-угаеродном соударениях и позволяет ввести колнчсст-

8 I

«8 Чг

О "¿д. я-М »

*

а Иод. л-С

я я-С

♦;

ш

а

3

9

венное определение - лвдпругощей можно считать самую быструю частицу в событии, если се продольный 1гмпульс хйО.З.

. Как видно из рис.4 отношение R(x) для к* -мезонов несколько больше, чем у отрицательных пионов. Это различие можно качественно объяснить в рамках кварковых моделей множественного ро!кдс-ння.'Гак как лидирующие я-кмезоны образуются из токовых кварков, то их время формирования будегг заметно больше, чей для лидирующих к-мезонов, подавляющая часть которых формируется из валентных кварков.

Хотя модель Лунда качественно воспроизводит экеггерпментальные да иные дгтя я--метолов, она совсрщепш) не описывает отношение R(x) для положительных пионов. Модель существенно перс-оненнвает R(x) в центральной области и иедоодеш'вает .ешгчнну R(;<) в области больших х. Как показал анализ. пр;гпгтал подавления п модели быстрых я* -шезота по ерзяпеют с эяспер/г.кнш! является Ш1-достяточпьй учат рождения быстрых лидлрующях мемшпьи »>«зп-rareor. - (¡»-я [".

Таким образом, наблюдаемою нанп выше идатгеязп» фермы импульсных епгетуов лятлруишпп гага-ля амюго и тот же zm-кв зяряж? вжгазкэ откгсти к эффекту фяктершзцт, обнаруженного b яцрон-прстонпьк соударениях при micomix энергиях,

2.0г

—

сс

+ ,й 1.6

1.2

1.0

0.8 о л

о.*1 0.1

• л V*

1t- i.uh0

t —г" «* lund

4 ♦т^п".

0.2 0.3 0.4

0.5 0.0 0,7

Х — Рп/Рто'

0.8 о? 1.0

Рйс.4. Отношения инклмзвенья шютн&сгсй зиергкпчеаш вияеяевиых ирядашых пйоисв м ягрсутфода я щглспскы функция х.

На рис.5(а,б) представлены нормированные инклюзивные се-че111Иясохраняшнихся" лидирующих s -msj-ihoe, найденные путем вычитания спектра положи к t> нык пипиов ••■» спектра отрипателмн.й в

jc-N- н к С-соударешгах при 40 ГэВ/с. Приведенные ошибки иа рисунке ждахотся статистическими, Ндааше точки в интервале 0.9s xsl найдены из измеренного инклюзивного спектра пионов. Верхнее точки получены поезле включения в этот интервал всех лидирующих частиц, оказавшихся из-за ошибок измерения за кинематическим пределом х>1. Ясно, что ирипеденные точки являются соответсгЕешю шенк.й и верхней границами инклюзивного сечения "сохранившихся" лиднру-ющих я--ыезонов. Видно, >яо модель тормозного излучения (сплошная

Рае.5. Ишсдаишшсююгвосга "сохранаишдхса" шццруытях 31-13иеаов в K"N(a)- в я- С(б)- взаиаодйсяидх н отиошг-иеэтах uiunpoj наядреуг родл и нумоцс (в) киг функция х Кривые-расчеты не иодгли юр^озкаго изнучешА.

н ипрнховая-крнвые) удовлетворительно описывает спектры лидирующих частиц как в яМ-, так и я-С-соуд^реииях.

Отношение спектров "сохрашшшихся" лидирующих «-мезонов на упгероде и нуклоне R(x), в пределах статистических погрешностей не зависит от х (см. р.чс.5в) и хорошо согласуется с предсказанием од-диппшой квярковой модели.

Тот фшст, что приведенные экспериментальные данные хорошо описываются как аддитивной хварковой моделью, гак и модель» тормозного излучения, которые, вообще говоря, очень различны, не должен нас удивлять. Дело в том, что я рассматриваемой нами области фазогого объема общие характеристики лидирующих частиц, в часпюстн их множесшсиностм, очевидно зависят от геометрия соударения, которая адекватно учитывается в обеих моделях.

Анализ ассоциативных множссгвеннсстсн заряженных пионов в зависимости от кинематических характеристик лидирующих я* -не-лгл'ог показал, что:

а) с увеличением продольного импульса лидирующего я- - пли я*-у су о л сб средние множественности, как и ожидалось из простых кинематических соображении, уменьшаготся.Однак ■•, при одном н том же значащи продольного импульса лидирующей частицы средние множссгз'енносп! вторичных пионов выше в я С- соударениях, чем л n-N- взаимодействиях;

б) характер зависимости средней множественности аланов от продольного импульса лидирующего пиона изменяется при значении Рц(я*)>18 ГэВ/с >0.4SPo, тго по-видиному, связано с изменением механизма образования л*-вс?онов в зтоЗ кинематической области. Д?-й-стзнтелыто, быстрые дотирующие я* - м<чоны как в я- М-, так tt Я соудареглшх образуготся в осяогнев (г >85% спучаез) от ргГомутол ' промежуточных иидаругащих О'сдоняых рзз>я:шсов - р? st i\ Б тояя время доля лидирующих п- -иеземов, образованных от рзспацся зтг?2 резонаясов, составляет 15-20%; •

в) экспериментальные данные количественно согласуются с расчетами по аишптюй квзрковой коделп.

В vafr-wie 2 представлены средние значения парциальных хо-эффини'К'ГчЧ! l'-r/iiiivi оста я* -мезонов (<К,->,<К,+.>) в событиях с ли-дир>Ю1<!«м к • и к* - мемнани. Заметим, что пшйодкные парппаль-ные кдаффшшипы пеупрутости получены Gffj '/lern кктада лидирующих »эспш. И? данных, соедстаглснных в по'гс'Цв 2, едадугт so-

pumo известный вывод об очень слабой Л-зависшюсти парциальных коэффициентов. неупругоетн в liA-соударениях; важно, что этот вывод справедлив вне зависимости от того, Какого copra пион выбирается в шчеетве лидера. Однако, в наше»! случае имеет место сильная зависимость значения парциальных коэффициентов неупругоетн ,рт типа лидера; <К, Ос+(лид) )> >2.5 <К, (г(лид) )>. Такое различие может быть объяснено исходя из природы образования лидирующих я+-иезонов. Очевидно, чтр каждый энергетически выделенный я'-мезон обязательно сопровождается относительно быстрый отрицательным пионом, что н приводит к больший значениям <К, ->. По этой же причине в случае с я-(лид) <К, +> несколько больше, чем <К,->, хотя ti Va, настолько сильно как в случае с яЧлид), поскольку большая часть (>80%) отрицательных лидирующих пионов состоит из "сохранившихся" первичных ж- -мезонов.

Таблица 2.

Срешие парциальные коэффициенты нсупр угости заряженных пионов в событии с лидирующими п-н п+-и«онами

В(мнь ЧШЕ *-(лнд) я*(лид)

' к-N . • Я-С я- N я-С

<к,-> O.IO±O.Í)1 0,10±0.01 0.27±0.02 0.26±0.02

• <К,*> 0.13+0,01 0.14±0.01 0.08Ю.02 0.09±0.02

Парциальные коэффициенты неупругоетн при фиксированных характеристиках лидирующих к*-ыезшюв, так же как и средние коэффициенты неупругости, очень слаба »висят от массового числа яд-ря-мишегаь

На рис.6 показаны зависимости средней кинетической энергии <ТР> (а), и средней множественности вторичных протонов <п?>, ОТ % лидирующего я- -мезона в я- Ы- и я- С-соударешшх с числом вторичных протонов пр <1(б) и пР ¿2 (в). В..дно, что <ТР> и <Пр> в пределах статистических погрешностей не зависят от х лидирующей) я -мезоца как в я - взаимодействиях, так и в я С-соударишях с рал-ньв1 числом цтор1гиа>1х протонов.

Нами также быгш изучены некоторые характеристики заряжец-шIX ассоциированных иетидирующих пионов в отобранных событиях В зависимости от продольноги (х) и попереч^го импульсов лидера.

isc

CD >J6 рэ

я ...

-i

О »о

ТС

a) ; -л t I N t I I f |

Q.99 0.«5

о.з?

cn

V 0-25 0.1 Э

0.CV

PyPX

. б) : Я-М Ti-C.

ч * » 1 < 1 1 * i

* * ♦ f * ♦ • ♦

8.J 0.4 0.9 П.» о!» 0.» O.J

Рйс.6. Среши» кттпсгическа* эперпи я ккохеегвйгаася. зтортпак njoicscn <ns>, как фушавга х таяпрув&до Г/ -моов»

Результаты показывают, что нпохсесшшюсть зарижатых пианов сильно коррелирует с х и поперечный импульсом яидгфуюшего пиогьч только в центральной области ( в интервале быстроты -1,5<у*<1.25 в с.ц.и. я- р- столкновения ), а в областях фрягиаггашт шипсии (у*<-1.5) и пучка (у1* >1,25) корреляции очень слабые иян в пределзл статистических погрешностей отсутствуют. В качесгпе ирпмера на рис.7(а,б,в) показана зависимость йсооциапииюй множеств енностя вторичных отрицательных пиопоэ от поперечного импульса лидирующих я -иезонов.

работы приведены данные о множссгвешюстях вторичных яаряжешшх частиц различного типа н топологических ееченнях фрагментации ад. •: кислорода во взаииодей-

и>

действиях с протопоп при 1Шпульсе 3.25 А ГэВ/с. Экспериментальные данные систематически сопоставляются с предсказаниями КФИМ.

"•Ко'

ч к-и - м-С А

\ « 1 * »

\ * ♦ - ♦ * 4 1

ы с.о о.« г л РА"***.) . П.В/«

в.? 00 1з

Р(|с.7(1.С,в). ЗзЕгашостц сясдащ; гссопи гтшшь-х инажссгвяшвстсД ох-|>вцкТааш« шоша из области фрагыагсации шшлзш (а). дчп-риааоЗ сСязста (б) 8 вбаапи фрага сатащщ иаяешшасгв шона (в) ох поп еря; цого шлупьса шщедющего к -ыаопа.

Ц раикаг КФИМ процесс взаимодействия описывается (1 церколько этапов: I) стадия внутриядерного каскада. Здесь падающий протон вызывает каскад последовательных N14- к яЫ-шаи модей-рдай вцугри ядра. Образовавшиеся при этой быстрые частицы попадают яцро, а медленные - захватываются ни. Поше этой стадии образует«) возбужденное ядро - остаток; 2) стадия иультифрагыепт-норр р^ала териащиованного ядра остатка, Этот процесс иысст цес-

0.4

1.»

-го, уели эицшм возбуждении достаточна веника. Как показали расчеты, вследствнн повышенной устойчивости легких ядер к такому развалу в исследуеиой реакции иеханизи нультифрагментации должен проявляться довольно слабо; 3) стадия девозбуждешш горячих фрагментов, ^тот процесс иожег протекать как путей испарения, так и ферын-развала. Для легкого ядра 1£С дошширутоншм иеханизцоц образования фрагиентов в «одели считался ферыиеъскнй развал.

Таким образом, КФИМ свазьиает прм&ксы множествен!»«? роадешм частиц им играх с процессами фрашеигами.

В таблице 3 представлены средкке ыно.к&лвснноеги различных типов заряженных часшц, образованных в ''Ор-соудлрешых при 3.25 А. ГэВ/о. Здесь пг есть множественность положительно заряженных частиц с заряда/н г: <п*>=£<пг>, (2=1+8); <п& >=£<пг>, (г=2+8) ,«-'п.-в>=<ц+> +<и-> ,

Таблнла 3.

Сргдашетюхестзенностнразличныхгпиоа лркгящих 'истецн фрагааггоа, обргзованних а "Ор-юутпусами ррн З.ИАГЬВ/с__

Тип частицы Эксперимент. КФИМ

<п-> 0.296 ±0.004 0.314 ±0.003

<п1*> 3.493 ±0.015 3.366 ±0.013

<п2*> 0.61(5 ±0.007 0.523 ± 0.005

<п34> 0.103 ±0.003 0.112 ±0.002

<п4*> 0.052 ±0.002 0.103 ±0.002

<п5+> 0.066 ± 0.002 0.123 ±0.002

<п6*> 0.151 ±0.003 0.210 ±0.003

<п7'> 0.197 ±0.003 • 0.226 ±0.003

<пЗ*> .0,140 ±0.003 0.087 ± 0.002

<п4> • 4.818 ±0.016 4.755 ± 0.013

<!1й> 1.325 ± 0.005 1.339 ±0.005

<ПсЬ> 5.114 ± 0.018 5.069 ±0.014

и, пренебрегая вкладом отрицательных странных частиц, можно счн-тать, что иио-лесгаенносгь"виовь рог/денных" отрицательных частиц п- есть множественность к-цезонов.Эксперниетальные данные таблицы 3 сравинваютса сршультатеЕгн расчетов по КФИМ.

Видно, что при рассматриваемой энергии сгедняя множественность вновь рожденных отрицательных пионов мала, основной ьк-ляд в множественность заряженных частиц дают положительно заря-я$енные продукты фрашснташш ядра кислорода, среди которых велико чисто однозарядных частиц.Что касается многозарядных (г>2 фрагментов, их множественность имеет характерную г-завнеимость -она велика для а-частнц, затем падает с г до минимум;- при 2=4 и затем возрастает вплоть до максимально возможных значений зарядов фрагментов.

1СФ11М корректно описывает качсствешаш особенности з»с-перимеоташюв дяшык.Что касается количественного сравнения, модель несколько переоценивает множественность отрицательных частиц, она тмокс недооцсиноаст среднюю множественность а-частцц и существенно ¿гсреоцаавает мзгажсстпешюсть фрагментов с зарядам

Распределение по Множественности отрицательных частиц б |еОр-взаниодсйсп)ИяХ при .3.25 А ГэВ/с уже пуаесоновского и КФИМ довольно хорошо воспроизводит эти -дачные.

Распределения по множественности всех многозарядных фрагментом и Фрагментов с 2=2 (рис.8) довольно узкие, что очевидно обусловлено небольшим массовым числом фрагм «пирующего ядра кис:

70 г

гис.!!. ггспрсдсютя по нножссмснн0с1и всех многозаряпных (я) и двухззрстшх (6) фрагмент,

порода. КФИМ воспроизводи г качественно форму распределен» рис.3. Наряду с этим, имеется количественное отклонение модели «

эксперимента - так, модель существенно переоценивает вероятности осуществления событшс одним дв)Х1арпдпым фрагментом в ico кеч-пом состоянии и недооценивает вероятности для событий с двумя п тремя сх-частпцзйш.

1 3 5 7 э 11 13 15

U П 15 17 сЬ

Fuc.9. Распреяемш» lo ыюагесгвашопи вес* иряжиших части в событиях срашым чнеяон отрициелышх пионоп

Исследование корреляции между <nJf> и числом внутриядерного соударения v, а также между средним числом заряженных частиц, однозарядных цоложительных частцц и числе .1 отрицательных пионов показало, что рассшт1швае!ше коорелгавкитые завцспшстц могут быт:, поняты в рамках предел*влети» о многократных иезн ацетил* соударениях пуклЫюв падяющего ядра кислорода с ьротомой» ленменн с уютом вклада процесса ^рашота цлн ядра.

Анализ распределений по множественности ni* , п,>, и п+ в сот бытиях с разным числом отрицатель», .х частим показал, что:

а) распределения по множественности nl* претерпевает существенные изменения с ростом п-, которые опиодь не сводятся к росту средних множесгвснностей < л!*>;

б) nl> -распределения при фиксированной п- имеют осцилирую-щнй характер, очевидно связанный с законом сохранения электрического заряда. С ростом п- аиплнтуда осциляцнн возрастает. КФИМ обеспечивает качественное описание экспериментальных данных;

в) Псн-распределсния при n-s2 имеют дза максимума и при п-=3 первый максимум исчезает и увеличивается второй Максимум (рис.9).

Сильную зависимость от числа отрицательных частиц демонстрируют и распределения по множественности двух- и ыногозарядных фрагментов (рис.10).

Возкоатю юмекяшя п2 п is-, »расярседелатй стшыга ырз-чм-жиы SbKOifOM сохрапсшя баркаштат- «тпглл м с гаи, по-шдадоому, связана та абстоятельстео, те КФИМ довольно неплохо шкпро-Шьэднгп2 lib-расЩ'сд.мкгтлпри фжсиро.тшгоК»г.

На рис. 11 (а,б) показаны ссстаеготсино экспериментальные данные о завислиостшс <п!4 > и <п-> от; и .

Корреляции ьигжцу <г.!+> н rut, так же как и обратная зависимость, могут быть описаны линейной зависимостью

<ПИ>=0.78па -0.75. (2) Что касастсл захщсйкости <л- > от Псь, она существенно различал б дзух четко вадрахсспных областях изатепсшуг iv;, <7 и rv-ь >7, т.е. в областях периферических и (более пял менее) центральных лОр- ъзз-1Шодействк11.3ацегн1г, что КФИМ также демонстрирует разлитый характер коррсаяцяонпьк заш:а2М0сгсй г, указанных областях чзие-ниимпгь. Из рис.Пб Егцг'о, что в области пл <7 нельзя гоэдрип» о какоы-лн(>о яшкйнок повс^хещш рассматриваемых корреляций, а л области г..л >1 коррупции хорошо описизаются линейной функцией <п- > = 0.32 П.ь-1.93. (3)

По енр ¡гдпденнге с пд лают вклад заряженные барионы - в осаовчон продукты фрагментации ядра кислорода и рожцеиные ппо* ш. Рдл периферических жзтодейстпй при расокатризаеыых энергиях пределы козиожного изменения ль из-за первого вклада существенно шяр-з, чем нз-за рождения пионов. Это приводит к тону, что образование в событии «--мезона можетcoiipwse»;'^ться, вообше го-цоря. широким спе:лром значений п..*, т.е. хсрр«?иицнч г.олжны бьпь >ю очень сильными 15 не обязательно линейными

Рис.! J. Расяр£«мапи ло инвесте waocru ллухзгрялмх фрхпшгеоа a Cí6irai2.í ciiajuui.! числом отрищтсаишпыанои

В области па >7 Солее вероятен иультнфрагиентшый развал ядра кислорода.Если предположзпъ.что здесь происходит по.'пюе (юти почти полное) разрушение днра кислорода, то из-за сохранении электрического заряда рождение хя>хдого отрицательного пнока должно добавлять две единицы к пл , т.е. в пределе полного разрушения ядра кислорода должны наблюдаться сильные линейные корреляции уелсду <n > uruh. Ииенно это и наблюдается цаэксперкменте

С другой стороны, из нашего обсу;кдеч|ш следует, что провал в зависимости <л-> от Псь при Пси =7 вызван прегкде.всего энергетическими причинами. По мере увеличения первичной энергии, когда средняя йнолсествешюсть <п > вс внутриядерных протои-нуклои-соударениях станет сопоставимой или будет превышать среднюю

множественность фрагментов ядра кислорода (как одно-,так и многозарядных) указанный провал в корреляциях заполнился или исчезнет.

„V " »«•

и/ о к*ю

I 3 5 7 3 11 ТЗ 15

ЗС

м

с

~ 1 5

1 С

о с

с ? I I а 10 ч и 16

IV.с. 11. Зависимости дютшхмаожссгвсииоскч одаозарчдаих пмткп-тгаыньк частиц (я) в отрицательных ииопов (5) от числя бссх ззряхга-

ных.ч1с1кц.

Существенно сильные корреляции нзс«шдаются и мсг^гу средними множесгвенностякн отрицатели« ^ частиц, однозарядных поло-хотспьинх частиц, заряженных частиц и числам нногозарядных фраг-нешоп.

Наин были определены теупругае ссчгшге (а*, = 3341-6 айярц.) и сеченш тош®ишйч.кнх кагагао фуашштвиш ядра чародз во взаимодействиях с протоном. Показано (см.рнс.12), что;

а) выход доухзарядпых фрагментов наблюдается » большинстве топологических каналов. Причем скот $0% фрштогев с г-2 состоят т вдер <Не, т.е. а-частод;

■ С) в экснеримагге отсутствуют кл!Олэпг\сгй1Х5 кашлы (44), (53) н (233), суммарный заряд фрагментов которых равен заряду исходного ядра. Качественно зто нешю объяснять тек, что развал остаточного слабовозбуащелиого адра с зарядом г =8 вероятнее всего происходит на о-Частицы как в случае топологии (2222) (развал на канал (44) также в результате распада нестабильного ядра *Ве приведет к топология (2222)), или иа двухзарядный фрагмент и ядро углерода, структура которого успешно описывается в. райках представлений оС «.-кластерах. Хотя и в ыодедо топологические ссчсикй каналов (233) и (35) наш и в пределах трехкратных сгап-стичоскнх погрешностей равны нулю, однако дай канала (44) зтсг о наг&зя сказать.

смог гмсчсчсм 11 го п

« м счм м N

Топология01

Рис. 12, Смешбтопскэгичедакмвзтай фрггокпгигн соответствует сзбшвям, а «вторых •псугсгауюг фраптеети е 12.).

На эксперименте в (34 ± 1)% случаев в конечном состоянии мОр-взаимодейсшш наблюдаются даа я более фрагментов с г>2 (суммарный заряд фрагментов ¿4), что очень близко к расчетному зычр. нню по КФИМ ± 1)%. В рамках КФИМ, как уже отмечалось выше, за образование таких каналов ответственен, в основном, механизм фермневсхого развала. Однако, топология фрагментов в тг^ кнх событиях в модели и на эксперименте существенно различаются,

На эксперименте сечсшгя уаблгодеие? двух и трех фрагментов ядер гелия в конечном состоянии вдаоз больше, чем предсказы. вается моделью, а сечения наблюдения четырех. двухзарядных фрагментов более чем т порядок болшга теоретического значения. В то же время вероятность того, что в конечном состоянии реакции двух-зарядный фрагыет: сспровожддется Солгз тяжелым фрагментом в модели в 2-3 раза больше, чем на опыте.

Пятая глава диссертационной работы поаш'.ема изучению изотопного состава фрагментов и корреляциям в нх образовании во взаимодействиях ядер кислорода с протоном. Детально исследован изотопный состав двухзарядных Фрагментов и получены нов' ю све-де:шя о механизме образования сь-мстнц. Изучены выводы зеркальных ядер с А=3 и А=7 в шпешозшиой «Ор-реакции. Иса.^доваш процессы полного развала ядрз кислорода.

Изотопнь.й состав фрагментов ядер с зарядки г определялся путем анализа распределении но величине х=г /р, где т. -заряд фраг-цента и р-сш импульс. Величина х пропорциональна радиусу кривизны трека фрагмента ь магнитном поле камеры и погрешности се измерения распределяются но закону Гаусса. В качество примера из рис .13 показано распределение по величине х=г ф для однозарядных р.ото-жьтельиых частиц с утлой вылета 0<3.5 С-' в л.с. Дг ■ прот онов такое ограничение соответствуй: поперечному импульсу 200 МэВ/с. Сплошная кривая - результат аппроксимации спалрг. суммой четырех (из них два для оннсання протонной части) гауссовсккх распределений.

Сравнительный- анализ полученных данных и расчетов по КФПМ показывает ,что да я выходов однозарядных фрагментов ицеется согласие с экспериментом. Для изотопои «фа гелия экспериментальный выход "Не заметно превышает предсказание кодеки. Наибольшее расхождение наблюдайся и выходах изотопов ядра углерода; максимальный выход по КФ1Ш здесь имеет "С, в то врсня как в экснорнмеоте половина наблюдаемых фрагментов сосгост из ядер |2С.Заметныерасхождения имеются также в выходах изотопов ядра бериллия,

Исследование образования зеркальны.- ядер (3П/И« и ЧЛ, 7Вс), показало, что:

а) в пределах экспериментальных погрешностей совпадают сечсшя образования зеркальных едсг -Л, Ще н 7Ы, в то врем-паз: в КФПМ проташшй.ир-кп.к шашпл болге вероятный выход;

б) изоспинопыс иу5лети с Ла3 имшг идентичные угловые спектры;

в) ч^еднпз множестве!!ности а-чаепщ н дсГироцов в пределах статистических [¡стргш.пож» сказались одинаковыми сО'с:;,". кпльиых ядер - и Ще.

Полученные экспернкснгалышз данные мзегаю просто обменять в предположении, что г. стадш! развитая гпутрлцяер:гзга каскада оетато-шому ЕззЗуздешгзму тару, z результате распада которого сб-разутее наблюдаемый фрзтгкш, доп:;."«г.агс.1г,с": крзд ¡ю чкргд«-ется. Возможно это обусловлено теи, что поскольку процессы упругой и псупругой перезарядки протекают с большей передачей импульса. перезарядившиеся нуклоны ядра, участвующие в каскадном процессе, не захватываются остаточный териализусчыи ядрои, а куло-

новскнесилы не влияют на формирование наблюдаемых фрагментов.

Было гамсрсио сетмив выхода т пак лого тотшта ядра пышя-®Ш которое оказалось равным (0.60 ± 0.17) мбарм. Согласно расчетам по модели сечение выхода изотопа 6На составляет (432.t0.25) ем,.», что намного превышает экспериментальное значение.

Анализ изотопного состава ядра гелия в различных топологических каналах фрагментации ядра кислорода показывает, что:

а) из всех возможных топологий с суммарным зарядом фрагментов равным заряду ядра снаряда, т.е. =8, наблюдаются каналы с четным зарядом фрагментов - (2222), (224), (25). Отсутствует топология (233);

600

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.-I5 0.50

х=1/р. (ГэВ/е)-'

Pue. 13. рашредетсявс по аешгате х=1 /р для отопрти-и пояозмггаапмх час» тпц «углом íimni &<}.5í" a u.c. Крнвал 'pejynwar tmpeiimuiaus.

б) вероятность выхода ядер 'Не в каналах с образованием только двухзарядных фрагм<:!ГТов существенно уменьшается с увеличением их числа (от 23.9% в канале (2) до 13.7% в - (2222));

в) то нее самое наблюдается и для топологическ-х хаиалоз, в которых, наряду с ядром гелия, образуются -пехзарядные фрагменты - (23),(223) (от 19.5% до 11.8%);

г) тяжелый изотоп ядра гелия - 6Не наблюдается только в. топологиях (2) и (22).

Анализ шотошюго состава в топология* с выходом ядер бери-рнллня(224) н углерода (26) показывает, что в первой случае, наблю-

дается только ядра 'Ве, а во второй 70% состоит из ядер 12 С, «25% -"Си *5%- 1СС.

В топологическом канале (25) вклад изотопов 10В и "В в пределах погрешностей эксперимента оказьгоается одинаковым и не ча-внс!П оттого, какой изотоп ядра гелия образуется в конечной состоянии реакции.

Что касастсл.КФИМ, она вообще не описывает экспсршаи-тальные данные по выходам изотопов ядер гелия, что и указывает ш необходимость учета в модели «-кластерном структуры ядра пнел»-рода.

Детальный анализ распределение по углам между а-частнцами (см.рис.14) показывает, что значительная часть нх образуется от распада нестабильного ядра 8Ве в основном н первом возбужденном состояниях. По-внд1шойу, именно этим обстоятельством можно объяснить отсутствие в таких взаимодействиях топологического канала (44).

Г* с. 14.1Чспрй;гяашя по ушам и езду а-чааицанн в п.с. Фолосое расяре-ц»ап(;б(1атрпд5вая гршая) цорхнроив» в облгеп: расчетм во

КС'ИИ (пушаграая тцаогрькма) пркздаа! в «но «пеавых яи' юпх.

При развале ядра кислорода толы» ¡¡а однозарядные фрагменты, в среднем, образуются кто триста к более полутора ден-грош. Доля событии, в которых не нгЛлюдаются ото изотопы содэ-

рода, составляет иене« 5% от общего числа рассматриваемых взаимодействий.

Как было показано памп выше, процесс формирования зеркальных ядер }Н н 'Но протекает в одинаковых физических услов^та. Поотоиу к событиям полного разрушения можно пакет н кг/ниш с образованием ядер }Не, но без выхода более тажетых фрагментов с А >3, Анализ показал, что при полной разрушедиз; ядра кислорода на фрагменты с массовый числом А 53 средние шюжалтшпюсш зеркальных ядер 3Н и >Не оказались одинаковыми, как ив ¿поалоз'.га-11ых ^Ор-реакциях.

С1)авпенне характеристик отдельных каналов полного развала, котда отсутствует один ш нзодублетов с А =3 показывает, что и при таком разделении каналов в пределах экспериментальных погрешностей оказались одинаковыми не только среди и. а шюжествея-ностн 5Нн 3Не, по и вероятности их осуществления. "1 этах кашлях совпадают также средние множественности ядер гН. Гака.ч изотопическая симметрия имеет иесго ч в событиях, когда наблюдается выход обоих зеркальных ядер; п(3Н)>1 и п( >Ие)2:1,

Из дшнелия этих данных с расчегаин по КФИМ можно заметить следующее: модель систематически недооценивает- вероятности выхода ядер гН, в то же время несколько переоцештает долга событий с образованием !Нс, Что касается средней «ножесгвеиносп! ядер трития и к- -иезоиов предсказание модели довольно близко к эксперименту.

Наблюдаемая изотопическая си.ммгтриа выхода зеркальных ядер 41 и Ч1е при полном раэрушешш ядра кислорода, как и в клюипзьых реакциях, указывает га то, что по-видимому, роль зарядо-обнештьк процессов с протошм-лапдгпыо в обра загатит оттисителыю медлегшш фрагментов а система покоя: кислорода о та п. нгзпачнтель-га.

В заключение представлено краткое изложение основных результатов работы:

С помощью единой экспериментальной иетогош! в условиях 4я-геометрии исследованы процессы множественного рождения заряженных пионов в неупругих пион-углеродных соударениях прг 4 и 40 ГэВ/с и фрлгыетащш ядра кисло; ;да во взаииодейслепчх с протоном при импульса 3.25 А ГэВ/с.

I.Впервые обнаружено, что в обл ста фрагментации мишени в

пион-углеродных соударениях степень приближения к скейлингу инклюзивных сечении по продольному импульсу гс*-мезонов существенно сильнее, чем в адрон-иукломных взаимодействиях.

2Сред}ше з?гачения поперечных импульсов заряженных пно :ов очень слабо возрастают с энергией и не зависят от массового чич-ла ядра ыишскн.Впервые показано, что независимость или слабая зависимость средних поперечных импульсов заряженных пионов от массового числа ядра-мишени обуслозлена эффектами компенсаций, воз-шсжоших прн усреднении данных о почечных импульсах по всему фазозок" объему.

3. На основании анализа данных по адрсш-ядерным соударениям в интервале энергий 4-БОО ГэВ впервые показано, что значение быстроты (уо), при котором иаблтодасгшз равенство инклюзивных течений вторичных пионов на ядре и нуклоне ке зависит от массового числа ядра-мишени и поперечного импульса я*-мезснов. Величина Ъ=упя% -Уо не зависит как от черпш соударения, так и от типа мн-¡iieuii и налегающего адроиа я равна L" :..'¿l02.. Этот факт находится s хорошем согласии о предсказаниями податей, основанных иа кварк - картонном представлении структуры ацроиов.

4.13 адрон • ядерных взаимодействиях в интервале первичных знергиВ E¡>=(4-300) ГзВ установлено, что средняя множественность заряженных 'чгстин испущенных в заднюю полусферу <пь>, линейно зависит ст числа частиц, вылстающих в переднюю полусферу w : <n?>>!=á + Ъ пГ.

В совокупности с данными по Ш-взаийодейсшчш показано, что па-рг.тш наклона * с агрзйчзюй энергией растсг логарифмически и не зависит от типа снаряда т нишей».

5. Пра ясскгясэанш; етойсхв лидирующих частиц в неупругих пийк-ута-гроядыг и шол-цшгааных соударениях при 40 ГэВ/с впервые з, что:

• а) спаггры лядирующвх к4 -мезонов удовлетворяют пшотезе факторизации, т.е. импульсные распределения лидирующих пионов одного ü того же знака заряда имеют идентичную форму независимо от типа mkukííh (нуклон или углерод);

6) отношение инклюзивных плотностей лидирующих пионов на ядре углерода к нуклоне, R(x), завкагт от типа лидера: значение ва::ишиш R(x) для лидирующих х* -мезонов несколько Ссиыис, чгч у тшднрующкХ отрицательных пионов, что связано с различием мега-

ншмов нх образования;

а) спектры "сохранившихся" лидирующих я- -меченой удовлетворительно описываются в ранках модифицированной н.ши феног.'з-иолотческой недели тормозного излучения и отношение инклюзив« пых плотностей ¡1а ядре углерода н нуклоне хорошо согласуется с предсказанием аддитивной кварковой модели;

г) парциальные коэффициенты неупругости нри фиксированных характеристиках лидирующих^-мезонов, также как и средние коэффициенты пеупругостн, очень слабо зависят от массового числа ядра-мишенн;

д) средние энергии, множественности вторичных протоноз и пионов из области фрагментации мишени не записях от мшеиат.ччес-ких характеристик лидирующих частиц.

6. Впервые получен' оригинальный экспериментальный материал но взаимодействиям релятивистских ядер кисло ода с прогоном при 3.25 А ГэВ/с- более 17000 событий по просмотру и Ш04 -с высокой точностью импульсных измерений 11 идентификацией тч-ех вторичных частиц и фрагментов по заряду.

Для этих соударений были получены следующие рйззхьтг.тм.

7. В результате детального анализа множественности частиц различного вида и исследования корреляции в кт. оО'газога;ши установлено, что:

а) распределения но множественности отрицательпыА частиц уже распределения Пуассона, а для положительных частнц-ныеет двугорбый характер;

о) на характер корреляций множественности «шьное влияние оказывают законы сохранения электрического н бариош'го зарядов;

в) рассматриваемые корреляционные зависимости могут быть поняты в рамках представлений о многократных незлшашых соударениях нуклонов падающего ядра кислорода с протонон-мишенн с учетом вклада процесса фрагментации ядра.

З.Измерены сечения всех возможных топологических каналов Фрагментации ядра кислорода и определен потопный состав фрагментов сзар;;дом 1й?.<7. Показано, что в процесс« иулинфрагыент-гюго развала ядря особую роль пгргпс/т какали с выходом «-частиц, значительная часть которых ро;кдаетхл от распада нестабильного яд. ра ?Ве з основном и первой возбужденном состояниях.

В инклюзивных 'Юр-реакциях вынид зерк г-н.нмх ядер - кзоепц-

новых дублетов с массовым числом А=3 (3Н и пе) или А=7( Чл и 7Ве) происходит с одинаковой вероятностью. При разрушении исходного ядра кислорода На частицы с массой меньшей, чем у ядра 4Неимеет место значительный выход многонуклониых фрагментов -ядер дейтерия, трития и гелия-3, средняя множественность котох ых нретыыаст 3. Даже и в этих процессах легчайшие зеркальные ядра 3Н и 3Не образуются с одинаковый сечением.

- 9. Из сравнения полученных данных с расчетами по каскадно-фрагментащюшюй испарительной модели можно заключить следующее: колоть в райках двухстадийных статно лческнх механизмов процесс* образования частиц и фрагментов не в состоянии описать пюшосшо (особенно количественно) экспериментальные результаты. Расхождения с экспериментом очень значительны в каналах с образованием а-чаепщ, в сечениях выхода относительно тяжеиых фрагментов (г >4) и особенно в изотопных составах ядер бершшия й углерода. В каскадио-фрягыентационион испарительной модели для легких ядер необходим учет их «-кластерной структуры.

10.Полученные в настоящей работе экспериментальные дг иные о множественном рождении частиц и пруцеилх фрагмеитацнн ядер оисуэдшга» паки, стой шш иной степенью детализации, в ранках различных моделей адреш-нуклонных. и адроц-ядериых соударений. Общни для всех этих иодагсй жзлчекя Рслез иди и^пев грамотный у чет гсоияричссвдс особенностей обокг лласеез взаимодействий и учет, тем шш иным способом, соярсмсняух представлений о кварк-пккншой струзлурс ¡тронет.

Наш анализ показывает, что кл ©даа из этих моделей не и ожег дзгь сколько-нибудь приемлемое ксмчсстстюг сгшшшс всех дал-шдх. Почти во амех конкретных случаях мм проанализировали причины расхсжлешш некзу опшо« и теорией.

С другой стороны, в целом, 'ленолызуя ты ¡¿одели, молено получить качеспетнуш картину обхщгх закономерностей вроцеахи» ипо-ятеспгеиного ролсцсаия и фрагяопгшш, даззщих вклад б псиное науиругое ссченис.

Оатлыг результаты дпсссртзн'.ш опубликованы в ;гг5зтж КЛмготль Н-, Еишиевсзсая К.Г1.,Гришин В.Г.,...,Олииоз К. и др.Нзу-чсмис когфгзгткых Езшжодекствий *- -иеюпов с ялрзкнутгй при тауяьсе 40 ГэВ/с. И Ядариая фязшеа. -\Ш. -т.24. -С.356."' п. г.Атхяет Н-. Лисиник Л-Н-АмОабян Н......Оли кок К. и рр.1Ъучя№

инклюзивных спектров вторичных чалиц, образованны* в к-|2С-иза-ццодецсгзиях при 40 ГэВ/о. К ПрепрнчтОИЯП. - Дубна, 1978. - PÍ-IJ293. -С.13

ЗХуламсв К.Г., Олныов К., Юлдашев А.А, О поперечных нппульа х частиц, образоваинькв адрон-ядерныхвзаииодеаствнпх. Н Письыа в ЖЭТФ.-19S1.-T.34.-C.518-52I.

4.Азииов С .А., Алпабердин М.Л.,Гулаыов К.Г., Оли нов К. Юпдаш® А.А.,Юлдашев Б.С. Лидирующие частицы, ассоциативные »пс.гсет-венности и парциальные коэффициенты неупругости в я К- и к С-соударениях при 40 ГэВ/с,//Ядерная физика. -1983: -т.37. -С.637-540,

5.Азимов С.А., Алпабердин М.Л.Друшанов Г,Г., Гулзмов К.Г., Омл-мов К.,Юлдашев А.А., Юлдашев Б.С.. Спектр лидирующих частиц в jtN- и яС-взанысдсйстватх при 40 ГэВ/с. //Я дер иг, я физика. -1933. -т.37. -С. 1492-1494.

6. Азимов С.А., Охпшов 1С., Юлдашев А.А., Юлдашез 1 .С. О разенст-IK5 дифференциальных сечений вторичных часта» в и рА-взаи-иодсчегвиях при высоких энергиях.//ДАН СССР. -Í9S3. -т.263. -С.1107-1109.

?.Висл1ЩК!1Й В., Гипзшов А.III,Глаголев R.D......Oiluios К. и лр.Зарядовые паейредетення фрагнентов ь Юр - взсикодсйсгзигл при яи-пуш.ссЗ.1 ГаВ/с. it Препринт ОИЯИ. - Дубна, WP0. -Л6Р!?-90-30б. -С.4,

3,Алиев Ш.М.,ЕЕГоровС.О„Лутпулллев С.Л......Олп.чоп К. и др.Кср-

регоншн "вперед-назад" п адрон-ядерпых аз1шодойс1Ъ1ш;./|'Лдсрная «{шика. -1990. -т.51. -C.1S97-I599.

ЛАиеева Б.У., Ботвина А.С.,Буздавлна НА.,..,,Олт;оз К. и др.Обрз-зование легких фрагментов в líOp - взапждаПслишх при 3.1 А ГэВ/с. I! Препринт ОИЯИ. -Дубна. 1990. -Pi-91-545. -СЗ.

Ю.Ботаина А.С., Вислицсзпш В., Гаитнпов А.Ш......Олимсз 1С. и цр,

Фрагментация ядер кислорода во етаичодейегштх с г-яородоы при ии пульсе 3.1 А ГэВ/с. II Препринт ОИЯИ. - Дубна; -1990. -Pi-9--560. -С.б.

П.Ботвина А.С.Буздавина А.Н.,Вис:шцкиц В.....,0:п;-доа К. цдр. Поперечное сечеппс!6Ор-йтаиыоденсгт!!Ш при j.I А ГэВ/с и изотопный состав даухзпрпдных Фрагментов.// Прса?ииг 01 !ЯИ. -/1у0на 1992, -Р1-92-45. -С.7.

12.Глат'олеа D.B., Гулаисв К.Г., Кратенко М.Ю.,...,Олпмся К. И др. Шогопиый сссгав фрагцдшге, образованных п !'Ор-?:зпаодгй-

спшях при высок"! энергиях. II Письма в УСЭТФ -1993. -т.58 -С.497-500.

13. Botvina A.S.,."Wislicki \V.,..„0!.imov К. ct. al. Multiplicity of chained particles interactions of oxygen nuclei v/ilh hydrogen at 3.1 A GeY/c. IIZ.?hуз. -'993. -V.A345 -P.413-424.

14. Глаголев B.B., Гула нов К.Г., Кратенко М.Ю......Оли мел К. н др,

Выход зеркальных ядер 3Н, 3Не u 'Li,'Се. // Письма в ЖЭТФ 1994. • т.59 -С.316 319.

15Лутпуллааз С.Л,, Навоткый В.Ш., Оя:шои К., Юлдашсн B.C. Прс-дслыш фрагиеиташи в т.-С- соударениях np'i высоких энергиях. // Узг ЧчШШ физический журнал. -1994. -№3. -С.5 7.

15.Жу«лнот1 А., Навогный В.Ш., Ол:;мог. 1С-, Чудакеи В.М. Быстрот-иые н азимутальные корреляции в соуя^рснши ядер !;Nc с ядрами эиупьсни при 4.1 А ГзВ/с н гс-р - соударениях при 40 ГэЬ j. It Ядерная физика. -1994. -С, 1462-145 5.

П. Гула и os К,Г., Липни В .Д., Лул'улддсц С.Л....., Оликов К. и др.

Изотопный состой фрагмент при полном разрушены шра кислорода. //Узбекский физический зьурнал. -1S9S. *Ns5 . -C.S-ii

18.Глаголез В.В.,Гуланс» К.Г.,Кратенко M.IO,,...QmtMOB К. и др, Образованно ядер гелия в кислород протонных соуларших при релятивистских энергиях. //Ядерная фиижа. -I99S. -t.SS-C.2095-200S.

19.Гулаыов К.Г., Дувяасв У.С., Лутпулллес С.Л.....,Оя:тол К, И др. О

механизме образования «-.частиц в здрон-ядеримх г~а;шсв:еЗсшг-ях при высоких энергия.':. // ДАН РУ. -ISP6. -Ш. -С. 17-20.

20.А0дуллгеаа К.Н., Азимова М., Олнмо» К. и др. Из и среняе топологических сечений в 15Ор-взанмоденстаилх при ритшистских эпер гилх. //ДАН РУ.-1996.-Ш.-С.Г'-23.

21.ГУламо» К.Г., Липни В.Д., Лугпуллаел СЛ.,....Олимоа К.н др.Изу ■ чеш:е полного развала релятивистских ядер кислорода во втаниа-децда.иах с прогоном. II Ядерная физика.-1996, -т.59. -С.1042-10-М.

22.Гуламоп К.Г., Лутпудлаев СЛ., Назотный В.Ш.,Олихов К., Юлдл-шев А.А. Эффекты факторизации в я-N- и г.- С-взанмодсцствнях при 40ГэБ/с с с^иоярлшем лидирующих чаепщ. // Ядераач физ1\з;з. -1996. -т.59. -С.1Р97-2000.

23.Глаголс® В.В., Гуманен К.Г., Кратенко М.Ю.,„.,Оян«ог К. и др. *05}/зэсьалив тяжелого вюгояя ядре гм«л «Не г. «01» - глапко-дчИсаипх щ-п иипульсс 3.251ЪВ/с ш нуглоп".'/Ядерная фв?яка.

-i.iO- «С.575-576.

4 ва 40 ГьП/о вмпульаяп *"С-яУха&вуоларпив с? стопчи вар« рачапар зоапл б?лиив »а 3.25 А ГяВ/о импуиьсля хиолород ядроовннаг водород билав ?эаро тадсырьда парчапаниз 1 • • Олпмов Э^оспм'

Мазыупнока

маэхур ни икпупьси 4 ва 40 ГэВ/с б^п^ан п"-ыезон-паринаг углерод ядроси бадан тУхнаяувпарида к^ппаичи заррачапар /осип б^лриияи ва 3.25 А ГвВ/о пылульолн кислород ядросинппг аодород бнпаи }ззро тачьсприда парчз-павииипи тапхи*. кялппга багцилапгаа.

юкорп эпергпяли х"-цезЬширшшг углерод ядроси билав узаро та-ьсарларада ламоёя б?лузчп лиги кону^-вшгглар очаб берилдп. Яуггпадаа« я* - иеаой^^ пыпупьсларн ^ртача циГшаггшпшг на а он богпнк, б$тиаслвгига хомпепсацшотовчп ходпсаишг сабзб бупа-*ь;"етахчи" заррачапар кьшупьо тацс'кмотнпи. г пакля нидач турагй. боглнх этслиги? пииод соха сига, тегкгали эар-рачапарняпг Ургача сопи ва бош^а ипхлюзяв характернотн-каларинппг "етахчи" заррачапарниш» кйвемачшх яатталпг.па-рига ботах, б^лыаапнгн; л±-мезонпар нозпастпклях пггрцпап коэффициептларн Уртача хийматнивр "етахчи" зяррачацплд •туридан хатъий пазар нипоы ядросваимг ыасоа соппга бэтлих б^пмаслвги х^рсатилди.

Тажрвба натиаалар.а анроплариипг кварх-партоя тузц-лишп-а асоспангаи модепяарнинр баиоратига мое кедадо. Бунд моделнинш» камЧил;(хлари апвдланди.

йпк бор хислород ядросининг водород бирав тудиаиу-вида парчалапяи жарабип ггадхох циининб, .бунда а-зар-рачапар содир б?лвпннинг ыухим г-»>л $йнама • ва уларпппп аксарпят хисыи вВе ядроенпия!* еынршшавдан вуаудга келн-вп х^рсатипдн. Кислород ясроси тополегияси *амдз парчапапии хапапларпнивг'х^пдапавг хеснмларц аиндландв,

Кислород парчапарннннг пзотоппх яархвбв аницпад-дн.Кислород ядроенпант* тлнч хола'/даги систеиасала нн'-батан "секин* парчапар «осип б^лияида прото., -иииоц Балац заряд апмапаини двлрпи оодвр б$лиасгчгн куза-лтди,

Тажрыба цатизгаларп систснапи равипда хаскадпц 'парчапаиив ва бугпаииш иодепавяяр бгиэрзтлари Ъющц чащоспанди ва уницг тажрпбарч ляада ыос кегшап учуп е:|-гнл ядроларниыг а.-кпас*герпя ггузишшана ядег.бга опвц му^нл оханпига к^рсатиндп.

Multiple generation ofp--tides in the Jt-C-collisiona at 4 nnd 40 GeV/c and the fragmentation о for.yg en nucleus in interactions with proton at 325 A GeY/c

Olimov Kosim SUMMARY

The present work is devoted to research of prod* f of multiple genera li on of particles in thcnC-colIisiojis at Л and 40 ОеУ/с and the fragmentation of o-xygca nucleus in interactions v/ith proton at 3.23 Л GeV/c.

A number of regularities is established for process of rnu!lipirt' ;le production in П'C-collisions at high energies, which includs: the indepcticncc cf the averag-з value of tranvcrec momentum of charged piens on mass of a target, ivbich ia caused by effects of compensations; the form of momentum distri-biitions of the leading pions is independent of the target type; the average multiplicity and othe» inclusive characteristics of secondly particles from the region of a target arc jiriependput of liaraatic-i! parametercs of t)ie leading pious; the partial factois of inelasticity churgcd р;оЛл are slightly dependent on mav, number.of a togrtand they arc independent of the type cf the pi on vtbicii is chosenas a leader.

The «jLperimcn'al daU agreed satisfactorily rr.'h the predictions'of the meddt, based oa'tbe qaari-parlon structure of the hadrons. The lacks of the Luad raiidcl sire revealed.

for live first tiwc, the processes of fragmentation оГ oxygen nucleus in interactions with pre' М» fit 325 A GcV/c were investigated. It is shown, that at йкалЛм 6f oxygen juidcus the special rob L played by channels with exit a-}-nt iidsj, the slgaiiicsmt part of ■which arc formed due to desmtegration of an twstable aaclcus 8Ec, toiiologics end psobabilities of different cisanncla of fregmsattatias wers dclstmiacd for {irojeetiis oxygen nuclei.

lite ко'г/Дс coaiposltioa of tho fragments for the oxygen nuclei wc nswsurwl It id ihowi, that the role of the ehargt-exehangc processes in forming cf the f lev,' frcstioat* in the rest f mno of the oxytsa nucleus is uisi&mfi«a«t,

Ths tXicrfrieiitai data ой the fragmentation of oxygen nttcici tcs systc-iaatically coropared "with the predictions of the cascsde-fraemettta'JcE-cvapa-ratioit model afid it is chewii, that for improve,aunt oi its conscnt wiih experi-m«nt it is ne&cssary to iatie» tnlo account a-c!astetin structure of nuclei.

Подписано в печать J5.07.97r. Формат 60x84 1/16 Бумага типограф. № 1 Объем 2.0 п.л. Т-100 Зах.115

700000ДЙШК6ИТ, ГСП, ул.Кары-Ниязова, 39