Неупругие взаимодействия ядер 132Хе в фотоэмульсии при энергии 1 - А ГэВ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

« I и им

% • п п

. . ; и ь

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

На правах рукописи ТУРСУНОВ БАБАЖОН ПИРИМОВИЧ

УДК S39.172.17

ТЯ9

Неупругие взаимодействия ядер Хе в фотоэмульсии при энергии 1 • А ГэВ

Специальность: 01.04.16 - "Физика ядра и элементарных

частиц"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ТАШКЕНТ—1991

Работа выполнена в лаборатории релятивистской ядерной физики им. У.Г. Гулямова Института Ядерной Физики АН РУ.

Научные руководители:

члеи-хорр. АН РУ д.ф.-м.н. профессор

кандидат физико-математических паук

У.Г. ГУЛЯМОВ

Н.В. ПЕТРОВ

Официальные оппоненты: д.ф.-м.н. проф.

к.ф.-м.н.

ИГ. Абдужамилов К. Олимо»

Ведущее научное учреждение: Ташкентский

Государственный Университет

Защита диссертации состоится " СШ-/и?Л Я. 1994 года в/У ° час на заседании специализированного совета Д015.15.21 при Институте Ядерной Физики АН РУ по адресу: 702132 г. Ташкент, пос. Улугбек, ИЯФ АН РУз, большой зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЯФ АН РУз.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совет; доктор физ.-мат. наук

^Е.И. Исматов.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Устойчивый в последнее время интерес к изу-

чению взаимодействий тяжелых ионов с ядрами при релятивистских энергиях обусловлен, в основном, получением информации как о локальных свойствах сильных взаимодействий и пространственно-временной эволюции процесса формирования новых частиц, так и о коллективных свойствах многобарионных систем в условиях экстремальных температур, плотностей и давлений, реализующихся в Таких соударениях. Кроме того, изучг-ние фрагментации ядер дает возможность получить прямую информацию о структуре ядра в условиях малых передач энергии-импульса.

Современное состояние исследований по физике ядро-ядерных взаимодействий требует, прежде всего, накопления значительной и разнообразна!! экспериментальной информации о взаимодействиях в широком диалгзонз энергий и массовых чисел сталкивающихся ядер, ее качественной и количественной проверки с помощью современных моделей множественного образования частиц. Следует заметить, что возможные коллективные эффекты должны более существенно проявляться с увеличением массовых чисел сталкивающихся ядер, а экспериментальные данные по взаимодействиям ядер с массовыми числами более 100 практически отсутствуют.

Цель диссертационной работы. Получение первого и значительного по объему экспериментального материала по взаимодействию ядер

132Хе с ядрами фотоэмульсии, исследование основных характеристик процесса множественного образования частиц и их зависимость от массовых чисел сталкивающихся ядер, изучение процесса фрагментации ядра 132Хе на ядрах фотоэмульсии, качественное и количественное сравнение полученных результатов с предсказаниями различных моделей ядро-ядерных взаимодействий.

Новизна работы. Впервые в условиях 4тг-геометрии получен и проанализирован новый экспериментальный материал по неупругим взаимодействиям ядер >32Хе с ядрами при энергии 1 А • ГэВ - самого тяжелого из ускоренных ядер на момент начала эксперимента.

Разработана и апробирована методика прямого выделения упругих и неупругих соударений тяжелых ядер со свободным водородом фотоэмульсии и дана оценка эффективности статистического разделения взаимодействий на легкой и тяжелой компонентах фотоэмульсии.

Показано, что в узком интервале энергий сталкивающихся «дер средние и удельные множественности вторичных частиц могут быть ф;а:та-

ризовздш относительно энергии и массовых чисел сталкивающихся ядер. Установлены пределы и точность такой факторизации, показана причина отсутствия факторизации нормированных множественностей.

Исследованы гипотезы факторизации сечений фрагментации и определена область их применения.

Обнаружены рад эмпирических закономерностей ядро-ядерных столкновений прн исследуемых энергиях.

Установлены пределы применимости некоторых моделей ядро-ядерных взаимодействий.

Научная и практическая ценность работы. Результаты проведенного исследования дают новый экспериментальный материал о множественном образовании вторичных заряженных частиц, о фрагментации ядра-снаряда, а также ряд других характеристик и закономерностей ядро-ядерного соударения при высоких энергиях. Они могут быть использованы для построения реалистической картины множественного образования частиц и для проверки различных моделей и теоретических подходов ядро-ядерных соударений при высоких энергиях.

Экспериментальные данные и разработанная методика могут быть использованы при планировании и проведении новых экспериментов в области более высоких энергий и более тяжелых ядер-снарядов.

Апробация работы и публикации. Основные результаты, представленные в диссертационной работе, неоднократно докладывались и обсуждались на научных сессиях Отделении Ядерной Физики АН СССР (ИТ-ЭФ, Москва 1989-1990гг.), посвященных физике высоких энергий, конференциях молодых ученых (ИЯФ АН РУ, Ташкент 1991-1993гг.), НТМС по ядерной физике ИЯФ АН РУ, семинарах лаборатории релятивистской ядерной физики им. У.Г. Гулямова.

По материалам диссертационной работы опубликовано восемь статей, список которых приводится в конце автореферата.

На защиту выносятся следующие основные результаты:

1. Результаты анализа экспериментальных данных по множественно-стям и угловым распределениям различного типа заряженных частиц и характер их зависимости от массовых чисел и прицельного параметра сталкивающихся ядер.

2, Данные по множественности и сечениям фрагментации релятивист-" сьих ядер на ядрах фотоэмульсии.

3. Результаты количественного и качественного сравнения экспериментальных данных с предсказаниями различных моделей ядро-ядерных взаимодействий.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, и списка литературы - всего 106 страниц машинописного текста, включая 33 рисунка, 23 таблицы и библиографию 110 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе даны сведения о выполненном эксперименте. Экспериментальный материал представляет собой стопку ядерных фотоэмульсий 1ЬР01Ш С-5, облученных ггуЧком ионов 132Хе на ускорителе ЬВЬ (Беркли США) с начальной кинетической энергией 1.22 • А ГэВ.

При помощи двойного медленного просмотра "вдоль трека" в прямом и обратном направлении на общей длине 35.86 м было зарегистрировано 743 события, соответствующие среднему свободному пробегу до взаимодействия А = (4.84 ± 0.19)сл».

В центральных областях слоев фотоэмульсия без какой - либо дискриминации было измерено 565 событий. С учетом ионизационных потерь ядра-снаряда в фотоэмульсии средняя кинетическая энергия взаимодействий в ансамбле составила < Т >= (1.08 ± 0.07) • А ГэВ (< р >= (1.79 ± 0.08) • А ГэВ ¡с). В отобранных событиях были измерены пространственные углы вылета {В, 1р), ионизация вторичных заряженных частиц и произведена их классификация на л—, д~, Ь~, /- частицы согласно стандартной фотоэмульсионной терминологии.

Однозарядные фрагменты были выделены статистически с использованием разделяющего угла вылета по методике, разработанной в нашей лаборатории. Заряды фрагментов в интервале 2 < < 10 измерялись методом счета ¿-электронов на единице длины измеряемого трека, фрагменты с зарядом (2/ > 10) оценены приближенно, исходя из соображения, что в периферических столкновениях все д-частиды являются выбитыми протонами из ядра-снаряда. После выделения упругих соударений по оригинальной методике, разработанной нами с использованием кинематики упругого ядро-ядерного рассеяния, соотношения пробег-энергия для заряженных частиц и вероятности переданного импульса в упругом столкновении, рассчитанной гга основе микроскопической модели тяжелых ионов, был составлен

ансамбль из 526 неупругих шХс -)- Ет соударений при среднем свободном пробеге (5.20 ± 0.22 см).

События на свободном водороде были выделены нами по оригинальной методике, в которой использовались результаты расчетов нуклон-нуклошшх соударений в р - ядро взаимодействиях в модели Глаубера.

Выделение соударений релятивистских ядер с легкой (СДОО) н тяжёлой (Ад В г) компонентами фотоэмульсии выполнено в области пд < 8 статистически, с учетом вклада каждой компоненты в суммарное сечение, полученный нами на основании расчета по модели Глаубера.

Таким обрагюм число шХе+Ы взаимодействий составило 62 события, 133Хе + ОНО взаимодействий составило 171 событие а 132Хе + АдВг - 293 события.

Выше описанные процедуры были применены для разделения разыгранного по методу Монте-Карло ансамбля 131Хе + Ет соударений по каскадно-испарительной модели из 2083 событий, и были получены подан-самбли Я, СИО, АдВг по 417, 708, 958 событий, соответственно.

При этом оказалось, что 30% примеси "чужих" событий {событий на ядре) в ансамбле 132Хе + Н соударений изменяет характеристики по множественности вторичных частиц в среднем на (10 ± 5)%, 40% примеси "чужих" событий в ансамбле 133Хе + СЫО изменяет, аналогичные характеристики в среднем на (20±5)%, и 20% примеси "чужих" событий в ансамбле 131Хе + АдВг изменяют эти характеристики в среднем на (10 ± 5)%. Изменение угловых характеристик для всех ансамблей в 3-4 раза меньше.

В конце главы дается оценка сечения взаимодействий ядер шХс с ядрами фотоэмульсии.

Во второй главе изложены основные результаты исследований по множественности втори адых заряженных частиц во взаимодействиях ядер ,31Хе с ядрами фотоэмульсии. В таблице 1 приведены средние множественности различных типов вторичных частиц в 131 Хе + Ет соударениях.

Была исследована зависимость средних < п; > (» — а> 5. 6), удельных [I'. =< п; >яв / < «¡»« > (< «й>< > есть среднее число провзаимодействовав-ших нуклонов ядра-снаряда) и нормированных Д; г < щ >АВ / < щ >рд миокественностей от массовых чисел сталкивающихся ядер. Предпринята попытка опирать множественности вторичных частиц с помощью единого выражения, состоящего из независимых друг от друга факторов. Покачано, 41« с точностью (10 -г 15)% средние множественности в интервале энергии {I — -I) ГэВ на нуклон снаряда ».широком интервале массогых чисел ядра-

Таблица 1: Средние ияожествеиности различных гипсе вторичных «эряжеикых часп ки в соударениях ядра шЛе в фотоэмульсии (к скобках-дзиныв из каскздно-испгрятелыюй ч-д-ли).

Тип я СКО АдВг Ет

з' 1.06±0.Н 7.30±0.60 17.80il.00 J2.80i0.70

(2.26±0.07) (ll.10i0.40) (23.40i0.80) (16.E0i0.50)

Я 0.41±0.07 2.23±0.1в J2.S0i0.70 fi.22i0.45

(0.38±0.02) (2.65±0.08) (18.50i0.50) (10.60i0.30)

ь 0.21±0.05 1.39±0.10 5.62±0.25 3.7^0.18

(,012±.006) (1.11±0.05) (6.20±0.20) (3.62+0.11)

к. 0.62±0.08 З.в2±0.18 18.50±0.80 Jl.90i0.60

(0.40±0.02) (З.Т6±0.10) (24.70±0.06) (14.20i0.40)

л 5.80±0.80 19.20il.60 47.10i2.50 33.90il.70

(6.00±0.07) (25.20±0.30) (54.40±0.70) (39.60i0.50)

» 2.79±0.35 ll.30i0.60 23.50il.00 J7.40i0.70

(3.70±0.14) (18.00i0.60) (30.90i0.90) (23.OOiO.55)

* = 1 1.73±0.28 3.95±0.34 5.67±0.24 4.64±0.|9

(1.44±0.10) (5.44±0.23) (8.76±0.20) (6.ГШМЗ)

3.98±0.43 7.77±0.55 10.65±0.40 8.93±0.31

| (2-71i0.ll) (7,Б5±0.27) (П.49±0.23) (8.35i0.16)

0 I 53.13±0.15 48.37i0.50 39.90i0.77 44.21i0.51

\ (52.60i0.07) (48.63±0.23) (39.12±0.45) (45.06i0.28)

снаряда (12 4-132) могут быть описаны формулой

< щ >= ЬЕа'"АррАтг (1)

с параметрами, приведенными в таодице 2.

Следует отметить, что совпадение коэффициентов аР и ат для а-частиц является, по-видимому, следствием симметрии формулы (1) относительна Лр и Ат и независимость множественности 6—частиц, характеризующих фрагментации ядра-мишени, от энергии взаимодействия. Анализ зависимости отношения < пя > / < щ > от массового числа ядра-снаряда (рис. 1) указывает границу применимости формулы (1) относительно массовых чисел сталкивающихся ядер (Ар, Ах > 12).

Удельные множественности вторичных частиц также могут факто-ризоваться, т.е. их можно описать выражением типа (I) (см. рис. 2а,1>,с) с параметрами, представленными в табл. 3.

В рамках модели многократного рассеяния Било показано, что фак-торцзуемость удельных множественностей рожденных частиц нарушается

Таблица 2: Значения параметров из (1) для средних множесткнностей различных типов еюричных частиц_'__

частица Параметры |

к ав ар 1

1 * 0.24±0.01 0.52±0.01 0.46±0.01 0.46±0.01

Я ,078±.001 0.0 ±0.02 0.23±0.02 0.93±0.01

0.24±0.01 0.0 ±0.05 0.0±0.02 0,73±0.01

Таблица 3: Значения параметров из (1) для удельных множествен костей различных твгюз вторичных частиц____

частица Параметры

к «я аР ау

8 0.91±0.02 0.47±0.03 -0.21 ±0.01 0.03±0.01

Я 0.27±0.04 0.0±0л4 -0.44±0.01 0.65±0.01

Ь 0.30±0.02 0.0±0.03 -0.67±0.01 0.34±0.01 !

не более, чем на 30%.

Отсутствие факторизации нормированных множественностей в ядро-ядерных соударениях в рассматриваемом интервале энергий (см. рис. 3<1.) может быть объяснено различным характером процессов множественного рождения в нуклон-ядерных и ядро-ядерных взаимодействиях. Это различие иллюстрирует рис. 3, на котором показана зависимость от энергии показателя степени о^ в Аг-зависимости средних множественностей «-частиц в протон-ядерных и ядро-ядерных соударениях. В нуклон-ядерных взаимодействиях в рассматриваемом интервале энергий (1 -ь 4 • А ГэВ) с увеличением массового числа ядра-мишени процессы поглощения доминируют над процессами размножения (а, < 0), в то время как в ядро-ядерных -наоборот (а, > 0). С увеличением энергии взаимодействия процессы поглощения и размножения в нуклон-ядерных соударениях начинают конкурировать (а, ~ 0) и при больших энергиях процессы превалируют так же, как и в ядро-ядерных взаимодействиях (а, > 0).

Экспериментальные данные по множественности сравнивались с результатами расчетов по каскадно-нспарительной модели (в таблице .1 в скобках).

Было показано, чю;

0.5

Рис. 1: Зависимость отношений < п, > / < пь > от массового числа я ара-снаряда. Сплошные лини* - результаты расчетов по формуле < п, > / < пь >= 0.325(ЛРЛт)°'21. полученный т выражения (1).

1. Модель довольно хорошо описывает среднее число провзаимодейство-вавших нуклонов ядра-снаряда в 133Хе + Ет соударениях.

2. Множественность Ь- (соответствеюю Н-) частиц во взаимодействия со свободным водородом эмульсии в модели значительно меньше, чем в эксперименте.

3. Модель несколько завышает средние значения л— и д- (соответственно Л-) частиц на тяжелой компоненте эмульсии относительно эксперимента, причем такое завышение средних множественностеЙ происходит за счет роста числа событий с большой множественностью.

4. В распределении по множественности ¿-частиц пик в модели сдвинут относительно пика в эксперименте (ге, = 0) па несколько единиц.

Последние пункты свидетельствуют о том, что в модель заложен более сильный каскадный механизм, чем необходим для описания экспериментальных данных. На рисунке 4 приведены некоторые корреляционные

Рис. 2: Ля(/4т)-за»исииость удельных множеетвенностей вторичных частиц (а),Ь),с)) и нервированных иножествеиностей «-частиц ((I)) в ядро-ядерных столкновениях (линии - аппроксимация по выражениях Щ = кЕ"А"/А? и Л, = кА^аЛт).

зависимости типа < п,(п;) >, где »', ) - з, д, Ь, * ^ для 132Хе+ СИО и 133Хе + ЛдВг, соответственно, которые могут быть с большей долей вероятности объясняться кинематикой и геометрией ядро-ядерного взаимодействия, '

В третьей главе даны результаты исследований угловых распределений вторичных заряженных частиц.

Для релятивистских частиц в таблице 4 приведены средние значения и дисперсии ^-распределений релятивистских частиц из {'»длинных ансамблей ,33Ле + Ет соударений. В скобках - данные из каскадной модели.

Данные таблицы 4 отражают заметнын сдвиг < V > » сторону ад<чн.~

Рис. 3: Зависимость о^ от Ео я протон-ядерных («етлые кружки) и ядро-ядерных (терние кружки) соударениях. Кривые - визуальная аппроксимация.

ших значений < ч > с увеличением Ат и уменьшением прицельного параметра. Дисперсия распределений также имеет тенденцию к увеличению с ростом Ау и С]. Несмотря на некоторое расхождение в множественностях релятивистских частиц, характер ^-спектров для ансамблей 133Хе +- АдВг, шХе + СМО и <? < 50 в каскадной модели совпадает с экспериментальными данными. Однако, модель значительно завышает долю релятивистских частиц, вылетевших в заднюю полусферу (для ансамбля шХе + СМЭ доля частиц с 17 < 0 составляет 0.3% и 0.8% для эксперимента и модели, соответственно, для 133Хе + АдВг - 0.3% и 2.8%, соответственно).

Псевдобыстротный спектр «-частиц в 133 Хе + Н и, соответственно, в <2 > 50 ансамблях соударений в каскадной модели сдвинут » сторону меньших значений ц относительно эксперимента на величину порядка 0.5 единицы. 11а наш взгляд, все эти факты могут быть следствием более сильных каскадных процессов, заложенных в модель относительно тех, которые наблюдаются в эксперименте.

Одночастичные нормированные спектры ¿-частиц

г(ч) = Рло(ч)/Рра(ч) (гдо Рлв(ч) - (1 и РуП{ц) = О/^Х^ЛИй

Рис. 4: Корреляция множественности < > в 132Л"е + Ет соударениях

есть инклюзивная плотность »^-распределения, ОдА и <ГрВ - неупругое сечение в ядро-ядерном и в протон-ядерном взаимодействиях) в различных ансамблях ядро-ядерных соударений, представлены на рис. 5. Можно сказать, что:

• а) г(т}) возрастает с увеличением г/ во всех ансамблях ядро-ядерных соударений, причем для ансамблей с малыми Ат {CNО) и большими £} эти спектры в области пионизации могут быть аппроксимированы экспонентов.

• б) В ансамблях с большими Ат или малыми ф, т.е. в соударениях, где число провзаимодействовавших нуклонов велико, спектры г(г/) имеют более сложную зависимость. Такое поведение нормированных спектров «-частиц, в принципе, противоречит модели "независимых" ича-

Таблица 4: Средние зизчеичя и дксгерсн« псевдгсбостротиы* распрмепгнкД

Ансамбль (

: ш.Че4-Я 3.22±0.06 ! 0.77±0.04

(2.6Т±0.02) ; (0.91±0.02)

+ 2.69±0.02 0.9210.02

(2.63±0.01) (1.02±0.01)

2.Э2±0.01 0.98±0.01

(2.22±0.01) (1,103 ±0.004)

С? = 0 + 30 2.08*0.02 0.90±0.01

(2.07±0.01) (1.05±0.01)

, д-31ч-40 2.49±0.02 . 0.96±0.02

(2.51±0.01) : (1.08±0.01)

9 = 41 + 50 2;70±0.02 0.97±0.02

(2.60±0.01) (1.09±0.01)

<} = 41 -т- 54 3.02±0.04 0.93±0.03

(2.24±0.02) (1.10±0.01)

имодействий, в которой ядро-ядерное столкновение рассматривается как некоррелированная сумма нуклон-ядерных соударений. Однако, в центральных ядро-ядерных соударениях (ансамбль с малыми <3) существует область 1 < г) < 3, где г(т}) не зависит от г] и приблизительно совпадает с < п1я< > для данного ансамбля (рис.5). Отсюда можно сделать вывод, что если мы предполагаем рассматривать ядро-ядерные взаимодействия в рамках суперпозиционного подхода, то в этом случае необходимо более строго различать рожденные 5-"астиды (в основном в центральных областях »^-спектра из лобовых ЛЛ-соударений) от з-частиц, являющихся продуктами фрагментации снаряда и мишени.

Для силъноиотяующих частиц в диссертации показано, что:

I. Угловые распределения д- частиц имеют устойчивую Ар - н АТ -зависимости; 7г возрастает с увеличением Ар и уменьшением Ат (7е - коэффициент асимметрии углового распределения "вперед-назад" 7 = < Ф) ~ > */2)1/1Ж0 < Ф) + > «г/2)1), несмотря на некоторое уменьшение энергии при увеличении массы ядра-снаряда. Если предположить, что в узком интервале энергий для эа-даннсго адр.ч-мишен» угловые распределения р-частиц очень слабо

I

вшт

® аг®

Ш I®

»

о г.-ст

П Се-АуВг .

. . . ... У*.

Я' фЯ

л

-2-10 г

Рис. 5: Нормированные спектры «-частиц в различных ансамблях ядро-ядерных соударений

(практически не) зависит от начальной энергии ядра-снаряда, то последний факт может служить указанием на эффекты перерассеяния при прохождении медленных частиц через ядерное вещество.

2. Асимметрия утлоьых распределений д— и Ь— частиц слабо возрастает и с уменьшением (}.

3. Асимметрия угловых распределений 6— частиц также имеет тенденцию к увеличению с ростом Ля, а уменьшение коэффициента 75 для шХе-*дро соударений можно, наверное, объяснить заметным снижением первичной энергии ядра-снаряда в сравнении с другими экспериментами.

4. КИМ несколько завышает множественность д-частим, особенно ту ее часть, которая вылетает в заднюю полусферу, этот убыток вылета

назад растет с увеличением "центральности" ядро-ядерных взаимодействий.

5. Широкий максимум, хорошо просматривающийся в угловых спектрах Ь-частиц в ^Ре+АдПг взаимодействий, наблюдается и в 131Хе+АдВг, хотя и менее четхо. Используемая нами версия КИМ качественно не противоречит описанию экспериментальных данных в угловых спектрах Участии, хотя и значительно завышена их доля, вылетавших в заднюю полусферу. Вполне возможно, что наблюдаемый максимум в угловых спектрах Ь-частиц может быть объяснен наличием поперечного движения у фрагментируюшей части ядра-мишени.

В четвертой главе диссертации рассматривается фрагментация релятивистских ядер 13*Хе на ядрах фотоэмульсии.

В табл. 5, представлены экспериментальные данные по средним мно-жественностям фрагментов в различных подансамблях Ы2Хе + Ет соударений (в скобках приведены результаты по КИМ). По сравнению с экспериментом, модель существенно завышает средние множественности однозарядных фрагментов и фрагментов снаряда с зарядами, близкими к первичному, а средние множественности фрагментов с зарядами 2 < X < 20 в модели сильно занижены (особенно сильное противоречие наблюдается для фрагмгнтов с 3 < X < 8). Важно, что величина < >, характеризующая "геометрию" ядро-ядерного соударения, как и следовало ожидать, в пределах ошибок одинакова в модели и на эксперименте. Другими словами, модель дает неправильное соотношение между вероятностями различных каналов распада остаточных ядер 132X е.

В диссертации показано, что несмотря на значительное увеличение массы ядра, степень его дезинтеграции на нуклоны при взаимодействии со свободным нуклоном в бе^е + Н и азХе + Н соударениях остается постоянной.

Второй интересный факт, который тоже отмечен, состоит в том, что с увеличением Ар значительно растет доля событий, в которых отсутствуют фрагменты с г ~ 14-2. Качественно это хорошо воспроизводится в рамках каскално-испаригельной модели. •

При этом увеличение, по сравнению с экспериментальными значениями, средних множественностей однозарядных фрагментов во всех ансамблях каскадной модели происходит за счет увеличения доли событий с. большой множественностью.

:!{>лнца 5: Средняя множественность фрагментов ядра-снаряда с зарядом в различны* тв»-блях 1ИЛ> + Ет соударений (в скобяах-данные из кгскално-испарительной ваюли1.

< >

2 ЛГ Я СНО ВгЛд Ет

1 1.73±0.23 3.95±0.34 5.67±0.24 4.61±0.19

(1.44±0.10) (5.44±0.23) (8.76±0.20) ! (6.М±0.Н)

2 1.19±0.19 2.43±0.22 3.42±0.1в 2.83±0.12

(0.27±0.03) (1.И±0.06) (1.92±0.06> (1.32±0.04)

3 -г 4 0.02±0.02 0.26±0.05 ) 0.43±0.04 1 0.32±0.03

— — ; (.010±.003> ; (.005±.002)

5т- 8 0.05±0.03 &,24±0.05 0.37±0.01 0.29±0.03

— ' (,ОМ'±.005) ( (,010±.00б) (,023±.003)

9 + 20 — . 0.20_Ь(>.03 0.26±0.03 ; 0.21±0.02

— (0.10±0.01) ; (0.19±0.01> (.122±.007)

21-г 40 0.08±0.пз 0.14±0.03 ' 0,21±0.02 . 0.17±0.02

(.005±.004) (0.23±0.02) ; (0.26±0.02) (,200±.009)

41 -г- 54 0.92±0.03 0.59±0.04 0.28±0.03 0.46±0.02

(.995±.00-1) (0.64±0.02) ' (0131±0.02) (,560±.011)

<г{> 3.98±0.43 7.77±0.55 : 10;65±0.40 . 8.93±0.31

(3.12±0.11) (7.55±0.27) '(11.40±О123> ! (8.36±0.16)

<Я> 53.13±0.15 48.37±0150 ! 39.9±0177 ; 44.21±0.51

(52.б0±0.07) (48.63±0.23) (39.12±0.45) (45.06±0.26)

Далее рассматривается гипотеза о факторизации сечений фрагментация в ядро-ядерных взаимодействиях, которая состоит в том, что при достаточно высоких энергиях сечения фрагментации могут быть представлены в виде ОрТ = ур ■ 7г ("сильная" факторизация) или в виде = 7р • 7 >т ("сливая" факторизация), где <7рТ - сечение взаимодействия снаряда Р на мишени Т с образованием фрагмента - фактор, зависящий для дан-

ного фрагмента ^ только от ядра-снаряда; 77' - фактор, зависящий только от ядра-мишени; урт - фактор, зависящий от обоих ядер.

Для проверки факторизуемости сеченнй фрагментации при ралнчч-ных значениях 1'\ Р, Т в работе применены следующие критерии:

в а) для любых комбинаций К и Т

в б) для любых комбинаций F к Р

arxJaP.n = Wrjlrfr = «>nai

в в) для любых комбинаций Р и Т

°р?арутг = 7т! Ьт\ = г»«51 I У

Если все эти три условия выполняются одновременно, то подтверждав ja* гипотеза сильной факторизации. Для существования слабой факторизация, должны выполняться только пункты б) и в), когда (•Т^/Твд) — const.

В табл. 6, 7, 8 представлены результаты проверок но вышеуказанным критериям дня данных из различных ансамблей 132Хе+, 58Fe+, HN +• Em соударений.

Таблица 6: Отношения иножественностей фрагментов из различных ансамблей ejatr,r.->;i..,V

F Т z ~ 1 2 = 2 Z = (3 + 4)

В CNO ЛдВг 0.58±0.0Б 0.41±0.02 0.28±0.01 1.С5±0.12 0.60±0.04 0.3]±0.02 3.30±1.60 0.70±0.12 0.26±0.05

<«>Гш <п>Х, а CNO АдВг 1.36±0.24 0.76±0.07 0.57±0.03 0.98±0.18 0.66±0.07 0.51±0.03 з.оо±э.зо 0.72±0.17 0.53±0.07

Данные табл. 6 противоречат гипотезе "сильной" факторизации, в то время как часть данных табл. 7 (т.е. только те, в которых представлены отношения < п,- >лдВт / < Щ >cno при различных Z для фиксированного ядра-снаряда) и табл. 8 идее "слабой" факторизации не противоречат. Однако, если мы будем сравнивать отношения типа (1) для легких и тяжелых фрагментов, например, < п >1=2 / < « для тХе или < п >Zs2 / < п >г=э+2в Для Fe, то концепция "слабой" факторизации тоже не реализуется. Дело в том, что для ядер-снарядов большой массы с ростом Л-г множественность фрагментов с малым зарядом возрастает, а с большими зарядами - налает (см. табл. ;i). Аналогичные результаты были -км при изучении сечений фрагиеиташш тех же ядор снарядяя. пСцигюи, можно спаши следуют«« вийоди.

Таблица 7: Отношения множественностей фрагментов из различных ансамблей взаимодействия ядер "JV-, "Fe-, '".Ус- в фотоэмульсии

я 'й .»1 z = 2 *«=( 3 + 4)

<n>ji,gt <»>CMO UN j 0.73±0.04 "Fe 1 1.08±0.06 шХе S 1.43±0.Q0 0.57±0.04 1.09±0.08 1.41±0.14 0.43±0.08 1.20±0.21 1.65±0.35

<»>Я UN fi 0.91±0.07 "Fe j 1.28±0.J) 133A'e S 2.30±0.40 0.79±0.06 1.38±0.16 2.00±0.40 0.70±0.09 3.10±1.50 13.0±13.0

Таблица 6: Отношений множественностей фрагментов из различных ансамблей взаимодей-

1 T UN . "Fe

«1>„1 "Fe 0.90±0.07 O.T8±O.M 0.6l±0.04 0.50±0.06 0.54±0.04 Û.54±0,Q3 0.69±0.16 0.62±0.08 0.60±0.04

<n>„> UN "Fe l"Xe 0.16±0.02 0.14±0.01 0.11±0.02 0.05±0.03 0.12±0.02 0.13±0.02 0.02±0.02 0.11±0.02 0.13±0.01

• Идея о факторизации сечений фрагментации в ядро-ядерных соударениях в её чистом виде ("сильная" факторизация) не подтверждается экспериментальными данными.

• Концепция "слабой" факторизации, по нашему мнению, имеет ограниченную область применения. Для легких ядер-снарядов она описывает экспериментальные данные, для средних и тяжёлых ядер область её применения ограничивается фрагментами с массой Ау <

В конце главы процессы фрагментации ядер-снарядов рассматриваются с точки зрения модели холодного развала. В противоположность большинству моделей, которые хорошо описывают периферические столкновения, модель холодного развала применима только к центральным соударениям с большой множественностью участников. На рис. 6 показаны ш\ши экспериментальные данные в сравнении с результатами наших расчетов но

вые расчет по модели холодного развала.)

модели холодного развала. В диссертации делается вывод, что вышеупомянутая модель качественно описывает процессы фрагментации в центральных соударениях ядер мРе и 13гЛТе с легкой компонентой эмульсии, когда вещество снаряда и мишени полностью перекрываются.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

1. В условиях 4тг-геометрии получен экспериментальный материал по неупругим взаимодействиям ядер 133Хе в фотоэмульсии при энергии 1 Л ■ ГэВ. Создан экспериментальный ансамбл из 526 нпупругих взаимодействий яд<ф ксенона с ядрами фотоэмульсии.

2. Разработана и апробировала методика прямого выделения упругих и неулругих соударений тяжелых ядер со свободным водородом фотоэмульсии и дана оценка эффективности статистического разделения взаимодействий на легкой и тяжелой компонентах фотоэмульсии.

3. Проведен систематический анализ широкого спектра характеристик (множественности, их распределения и корреляции между ними, угловые распределения и их параметры, отношения инклюзивных спектров ядро-ядерных к протон-ядерным соударениям, сечения фрагментации и др.) различных типов вторичных заряженных частиц в 137Хе + Ет столкновениях, их зависимость от массовых чисел сталкивающихся ядер и числа спектаторных фрагментов ядра-снаряда.

4. При изучении множественного рождения частиц было показано, что:

• При рассматриваемых энергиях средние и удельные множественности вторичных частиц в ядро-ядерных соударениях с приемлемой точностью факторизу ются, т.е. могут быть описаны с помощью трех независимых факторов, каждый из которых зависит только или от энергии взаимодействия, или от массового числа ядра-снаряда, или от массового числа ядра-мишени. Более того, для сильноионизующих частиц такая факторизация не зависит от энергии взаимодействия.

• Отсутствие факторизации нормированных множестйЬнностей г адро-ядерных столкновениях в рассматриваемом интервале энергий может быть объяснено за счет различного характера процессов множественного рождения в нуклон-ядерных и ядро-ядерных столкновениях. В нуклон-ядерных, при рассматриваемых энергиях, с увеличением массового числа ядра-мишени процессы поглощения доминируют над процессами размножения, в то время как в ядро-ядерных - наоборот. С увеличением энергии взаимодействия процессы поглощения и размножения в нуклон-ядерных соударениях начинают конкурировать и при дальнейшем увеличении энергии процессы размножения доминируют, также как и в ядро-ядерных соударениях.

• Сложный характер нормированных спектров ¿-часгнц в рассматриваемых ядро-ядерных соударениях, в общем, противоречит суперпозиционному подходу. Однако, возможна, такой вы-

вод является следствием некорректной процедуры выделения рожденных частиц из полного спектра ¿-частиц, включающего в себя продукты фрагментации ядра-снаряда и мишени.

» Каскадная модель, в принципе, описывает экспериментальные данные по множественному рождению частиц в шХе + Етп столкновениях, однако можно сделать заключение, что наблюдаемые расхождения можно объяснить за счет более сильных каскадных процессов, заложенных в модель, по сравнению с теми, которые необходимы для описания экспериментальных данных.

5. При изучении фрагментации ядер было установлено, что:

в В угловых спектрах Ь-частиц в ядро-ядерных соударениях для значительного интервала массовых чисел ядер-снарядов имеется широкий максимум, который, по нашему мнению, может быть связал с наличием поперечного движения у фрагментирующей части ядра-мишени.

• С ростом Ар распределение по множественности легких фрагментов (1 < Ъ < 2) заметно расширяется, за исключением А + Н соударений. Таким образом, степень разрушения ядра-снаряда на нуклоны остается постоянной при взаимодействии со свободным водородом в рассматриваемом интервале массовых чисел.

• Идея о факторизации сечений фрагментации в ядро-ядерных соударениях, в её чистом виде ("сильная" факторизация), не подтверждается экспериментальными данными.

• Концепция "слабой" факторизации, по нашему мнению, имеет ограниченную область применения. Для легких ядер-снарядоз она описывает экспериментальные данные, для средних и тяжелых ядер область ее применения ограничивается фрагментами с массой А/ <

• Модель холодного развала качественно описывает наши экспериментальные данные о сечениях фрагментации ядер 135Хе и 68Ре на легкие фрагменты при рассматриваемых энергиях.

• Каскадно-испарительная модель существенно завышает средние множественности однозарядных и многозарядных фрагментов, а средние множественности фрагментов с зарядами 2 < 2 < 20 сильно занижены. < С} > в пределах ошибки одинакова в МОД'.УШ

к на эксперименте. Таким образом, модель дает неправильное соотношение между вероятностями различных каналов распада спектаториой части ядра ксенона в 132 Ае + Ет соударениях.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Насыров Ш.З., Петров Н.В., Турсунов Б.П.// Пробеги тяжелых релятивистских ядер в фотоэмульсии ILFORD-GS(K-S).// Препринт ИЯФ АН УзССР, Р-7-271, -1087.

2. Карась С.А., Петров Ц.В., Турсунов Б.П.// Взаимодействие релятивистских ядер в фотоэмульсии. Методика эксперимента.)/ Препринт ИЯФ АН УзССР, Р-7-423, -198Э.

3. Абдуразакова У.А., Басова B.C., Гулямов У.Г., ..., Турсунов Б.П. и др.// Множественность вторичных заряженных частиц в соударениях ядер 132Хе в фотоэмульсии при импульсе 1.8 • А ГэВ.Ц Препринт ИЯФ АН УзССР, Р-7-432, -1989.

4. Басова Е.С., Свечникова Л.Н., Петров Н.В., ..., Турсунов Б.П. и др.// Факторизация средних множественностей вторичных частиц в ядро-ядерных соударениях при энергии в несколько А ГэВ.Ц ДАН АН УзССР, -5, -1991, -с29.

5. Басова Е.С., Жуманов -А., ..., Турсунов Б.П. и др.// Факторизация множественностей вторичных частиц в ядро-ядерных соударениях при энергии несколько ГэВ на нуклон снаряда.)I Прелринт ИЯФ АН УзССР, Р-7-563,-1992.

6. Басова Е.С., Лункина Е.Е., ..., Турсунов Б.П. и др.// Множественность фрагментов ядра-снаряда в соударениях ядра 132Хе в фотоэмульсии при ~ 1 • А ГэВ.Ц Препринт ИЯФ АН УзССР, Р-7-582, -1992.

f!

?. Басова E.G., Петров H.B.,..., Турсунов Б.П. и др.// Множественности вторичных частиц в шХе + Ет соударениях при 1 • А ГэВ.Ц ЯФ в печати.

8. Басова Е.С., Петров'Н.В....., Турсунов Б.П. и др.// Угловые распределения вторичных частиц в тХе + Ет соударениях при энергии порядка 1 • А ГэВ.Ц ЯФ в печати.

"Фотоэмульсияда 1 • А ГэВ энергияли 132Хе ядросининг ноэластик таъсири".

Турсунов Б.П.

Аннотация

4х-геометрия шароитида, 1 • А ГэВ" энергияли 132Хе ядросининг ноэластик таъсири буйича катта з^ажмда (526 ноэластик т^нашувдап ибо-рат) экспериментал материал олинди.

Зарралар куплаб ^осил булиш жараёнининг асосий харкатерн-стикалари з^амда уларнинг ту^нашувчи ядроларнинг масса сонларига боши^лиги урганилди. Иккиламчи зарраларнинг куплаб з^осил булишипи бир-бирига богаи^ булмаган факторлардап иборат ягона ифцда билан та-

v

свирлашга уриниб курилдл. Уртача ва солиштирма куплаб ^осил булигшш (10 -г 15)% ашщликда, энергиянинг (1 -г 4) • А ГэВ интервалида, з^амда массалар сонининг кенг (12 4- 132) диалазонида факторизация булишд курсатилди.

Курилаётгая энергия интерваяидаги ядро-ядро ту^нашишларида меъёрланган куплаб з^осил булипшинг факторизация булмасляги, нуклон-ядро ва ядро-ядро таъсирларидаги куплаб ^осил булиш жараёнларининг з^ар хил характерга эга экаплиги билан тушунтирилди.

Релятивистик 131Хе' ядроларининг фотоэмульсияда булахланипш курилди.. Булакланиш кесими факторизацияси гипотезасининг урййлм эканлиги текширилди, ^анда "кучли* факторизациянинг тажриба натюка-ларига мое келмаслиги, "кучеиз" факторизация тушунчасипинг чеклаггган Зулланшп со^асига эга эканлиги курсатилди.

Олинган натижалар з^ар хил ядро-ядро таъсирлари моделлари асоси-на олинган ^исоблаш натижалари билан таедосланди.

"Inelastic interactions of t3^Xe nuclei in emulsion at energy of 1 '• A GeV".

B.P. Tursunov i A Й SjT Я А С T

Under 4jr-geometry conditions extensive experimental data (526 inelastic collisions) of inelastic interactions of 132Xe nuclei in emulsion at energy of 1 • A GeV have been obtained.

The main characteristics of multiparticle production and their dependencies on mass numbers of colliding nuclei are studied. An attempt to describe the multiplicity of secondary particles by means of a unique expression taking into account various factors each independent of other has been made. It is shown that average and specific multiplicities are factorized with in the 10 ~ 15% accuracy for a wide mass number range (12-j-132) for the projectile at 1 -f 4 • A GeV. The absence of factorization of the normalized multiplicities for nucleus-nucleus collisions in the energy range considered can be explained by different character of multiparticle production in nucleon-nucleus and nucleus-nucleus interactions.

The fragmentation of ,32Xe relativistic nuclei on the photoemulsion nuclei is considered. The validity of fragmentation cross-section factorization hypothesis has been proved. It has been shown that the "strong" factorization is -not approved by the experimental data and the "weak" one is valid for a restricted range of mass number.

The data obtained are compared with the calculation results for various models of nucleus-nucleus interactions.