Определение полных сечений взаимодействия нейтрино и антинейтрино с нуклонами в области энергии 3-30 ГэВ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.23 ВАК РФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИИ

[ НЕР

95-124 На правах рукописи

па од

о п и О Я 'О- -

Тумаков Владимир Леонидович

Определение полных сечений взаимодействия нейтрино и антинейтрино с нуклонами в области энергии 3-30 ГэВ

01.04.23 - физика высоких энергий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Протвино 1995

М-24

Работа выполнена в Институте физики высоких энергий (г. Протвино).

Научный руководитель - кандидат физико-математических наук А.С.Вовенко.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук С.П.Михеев (ИЯИ РАН), кандидат физико-математическихх наук В.В.Аммосов (ИФВЭ).

Ведущая организация - Московский инженерно-физический институт.

Защита диссертации состоится "_" _ 1995 г. в

_ часов на заседании специализированного Совета Д 034.02.01 при Институте физики высоких энергий (142284, Протвино Московской обл.).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФВЭ.

Автореферат разослан "_" _ 1995 г.

Ученый секретарь

специализированного Совета Д 034.02.01 Ю.Г.Рябов

(с) Государственный научный центр Российской Федерации Институт физики высоких энергий, 1995

Актуальность темы

В 70-80 годы основным инструментом нейтринной физики была пузырьковая камера. Следует отметить малую статистику данных, полученных на пузырьковых камерах для энергий нейтрино в диапазоне 1-30 ГэВ. Пришедшие на смену в последующие годы детекторы с электронным съемом информации, позволившие резко увеличить объемы экспериментальной информации и получать гораздо более точные результаты, работали уже в пучках нейтрино с энергией в сотни ГэВ, так как за эти годы ускорительная техника шагнула далеко вперед. Однако интересная область взаимодействия нейтрино низких и промежуточных энергий осталась недостаточно исследованной.

В области энергии нейтрино 30 ГэВ < Е < 200 ГэВ получены данные, свидетельствующие о линейном росте сечения с энергией в этом диапазоне. В рамках простой к в ар к-пар тонной модели параметр наклона стш1Е„ в глубоконеупругой области не зависит от энергии нейтрино, исключая возможные пороговые эффекты, обусловленные рождением очарованных частиц. В области Еи < 20 ГэВ существующие экспериментальные данные имеют значительные ошибки. Анализируя их, можно сказать, что наблюдается тенденция к увеличению наклона сечения нейтрино при уменьшении энергии нейтрино, хотя отдельные эксперименты противоречат этому утверждению. Прецизионные измерения в этом диапазоне энергий имеют фундаментальный характер, так как исследуют область энергий, где существующим теориям еще предстоит дальнейшее развитие.

Экспериментальные результаты по измерению полных сечений в области малых ц промежуточных энергий в последнее время привлекли значительный интерес в связи с исследованиями атмосферных нейтрино, особенно для поисков осцилляции нейтрино.

Точные данные по полным сечениям необходимы также в экспериментах по изучению структурных функций нуклона, так как позволяют использовать нейтринные пучки, для которых спектр нейтрино известен с недостаточной точностью.

Значительный интерес представляют также значения сечения глубоконеупруго-го взаимодействия. Во-первых, из-за возможности сравнения с точными данными, полученными при высоких энергиях, при которых-глубоконеупругое взаимодействие

играет доминирующую роль; во-вторых, очень важна задача изучения эффекта нарушения скейлинга в кварковых распределениях при малых Q2, и в-третих, данные по глубоконеупругому взаимодействию позволяют оценить вклад морских кварков в исследуемой области энергий.

Цель работы - прецизионное измерение сечений взаимодействия нейтрино и антинейтрино на Нейтринном детекторе ИФВЭ-ОИЯЙ (НД).

Новизна работы заключается в том, что впервые детектор с электронным съемом информации использовался для регистрации нейтринных взаимодействий в области энергий ниже 30 ГэВ. Для использования в детекторе специально разработаны и впервые применены векторные дрейфовые камеры с большим дрейфовым зазором (125 и 250 мм). Это обусловило необходимость разработки программного обеспечения для чтения и записи информации с детектора. Была проработана система измерений и создано соответствующее программное обеспечение для получения необходимых калибровочных констант, что позволило на основании записанных в ходе эксперимента данных (отчеты время-цифровых и амплитудно-цифровых преобразователей) получать физическую информацию (координата и угол трека в дрейфовой камере и координата и энерговыделение трека в сцинтилляционном счетчике). Подготовлены программы для моделирования, геометрической реконструкции и физического анализа событий нейтринных взаимодействий в Нейтринном детекторе. Вычислены спектры потоков нейтрино и антинейтрино для различных типов нейтринных пучков, использовавшихся в экспозициях Нейтринного детектора. Пре-цизиозные данные по спектрам получены благодаря использованию трех методов их вычисления: при помощи использования специально разработанной программы на базе библиотеки GEANT для расчетов методом прямого моделирования по выходам вторичных частиц с нейтринной мишени, на основании экспериментально полученной выборки событий квазиупругого взаимодействия, а также методом экстраполяции дифференциального сечения щ в область у —» 0. Разработан простой метод решения обратной задачи восстановления истинного распределения событий из измеренного распределения, учитывающий разрешение детектора.

Автор защищает:

• разработку процедуры автокалибровки дрейфовых камер Нейтринного детектора;

• разработку программного обеспечения для определения калибровочных констант Нейтринного детектора;

• подготовленную базу данных калибровочных констант дрейфовых камер для всех экспериментов Нейтринного детектора;

• систему off-line обработки информации с Нейтринного детектора и разработку отдельных модулей для ее физического анализа;

• результаты обработки экспозиций Нейтринного детектора в нейтринных пучках широкого спектра со стандартной геометрией нейтринного канала, с короткой распадной базой, а также в тестовом пучке тг-, /Li-мезонов;

• результаты по изучению физических характеристик Нейтринного детектора, полученных при обработке моделированных событий;

• восстановленные нейтринные и антинейтринные спектры для каждого типа нейтринного пучка, использовавшихся в данном эксперименте;

• разработку нового метода решения обратной задачи восстановления истинного распределения по измеренному с учетом разрешения детектора;

• восстановленные энергетические зависимости полных сечений нейтрино и антинейтрино в области энергий 3-30 ГэВ;

• результаты расчета сечений нейтрино и антинейтрино с использованием различных параметризаций кварковых распределений.

Структура-диссертации.—Диссертация-состоит из- введения,-шести глав, за— ключения одного приложения и списка литературы из 161 наименований. Объем диссертации составляет 125 страниц, включая 49 рисунков и 10 таблиц.

Апробация дисертации. В дисертации приведены результаты, полученные автором в 1987-1995 гг. в ИФВЭ. В основу диссертации положены работы [1],[2],[3],[4],[5],[6], которые опубликованы в виде материалов совещаний по Нейтринному детектору и в виде препринтов ИФВЭ, а также докладывались на международных совещаниях по Нейтринному детектору, на конференции International Congress on Computer Systems and Applied Mathematics (CSAM'93, С.-Петербург, 1993), семинарах в физическом институте ИФВЭ (ГДР, Цойтен, 1987) и в лаборатории Gran Sasso INFN (Италия, 1995).

Во введении приведена сводная таблица результатов измерения полных сечений взаимодействия нейтрино и антинейтрино с нуклоном, полученных в других экспериментах, подчеркнута необходимость прецизионных измерений в области энергии

В первой главе введены основные понятия кинематики и феноменологии процессов квазиупругого и неупругого рассеяния нейтрино на нуклоне, рассмотрены положения кварк-партонной модели и кварковой хромодинамики. При описании квазиупругих реакций

Содержание работы

3-30 ГэВ.

Vft+Tl ц +р,

+ Р + п

(1)

используется сечение в виде

dQ2

(2)

где Q2 = -q2 = 2Ev¡>Ell(l - cosQ„„); s-u = AEuVM - Q2;

Eß - энергия мюона; Qßl/ - угол между нейтрино и мюоном.

= &[(4 + &)П - (4 + + - + Ä^m,

=-&FA(Fv + FM), (3)

Cm + +

где Fa,Fv,Fm - формфакторы нуклона.

Для описания процессов глубоконеупругого взаимодействия используется дважды дифференциальное сечение по переменным х и у:

J2_fp р !

" i + W)^1 + (1' у " Мх»'2Е>ъ * 1.(1 - V - w

где

ж = Q2/2M(Eh - М), y = (Eh-M)/Eu,

i?/, - полная энергия адронов в конечном состоянии,

Fi, F21F3 - структурные функции нуклона,

сто = (?М!7г и 1.58 • 10~38см2/ГэВ.

Переменная х в кварк-партонной модели соответствует доле импульса нуклона, приходящейся на один нуклон. Поэтому структурные функции нуклона выражаются через х-распределения кварков, содержащихся в нуклоне:

FZN'm= q(x) + q(x),

(5)

xpv ,uN _ _ 2х[5(ж) — с(ж)],

где

q(x) = ж[и(ж) + d(x) + s(x) -f- с(ж)],

(6)

q(x) = ж[и(ж) + d(x) + s(x) + с(ж)].

В квантовой хромодинамике кварковые распределения являются функциями х и Q2, которые удовлетворяют уравнениям Альтарелли-Паризи. Теория не дает предсказаний для кварковых распределений, поэтому они получаются на основе экспериментальных данных, с использованием уравнений Альтарелли-Паризи для экстраполяции в неисследованную экспериментом область. Первая глава содержит обзор основных параметризаций кварковых распределений, с использованием которых проводился расчет энергетической зависимости величины глубоконеупругого

сечения, а также теоретические представления на поведение этой зависимости от области малых до сверхвысоких энергий нейтрино.

Во второй главе рассматривается постановка эксперимента на Нейтринном детекторе ИФВЭ-ОИЯИ. Экспериментальные данные для измерения сечения были получены в двух экспозициях, имевших различные схемы формирования нейтринного пучка: 1) стандартная геометрия нейтринного канала, но с отключенным фокусирующим устройством, 2) нейтринный канал с короткой распадной базой.

Нейтринный детектор расположен на нейтринном канале ИФВЭ за стальным 55-метровым мюонным фильтром. В стандартной геометрии нейтринного канала

(см. рис: 1)~выведенный протонный пучок с энергией 70 ГэВ направляется на---------

алюминиевую мишень диаметром 10 мм и длиной 600 мм, удаленную на расстояние 223 м от начала НД. Перед мюонным фильтром располагался распадный канал длиной 140 м. В 9 разрезах мюонного фильтра использовались ионизационные камеры для измерения топографии мюонных потоков в фильтре. Эти измерения являются контрольной информацией при расчете нейтринных потоков, проходящих через НД.

Для формирования нейтринного пучка в нейтринном канале с короткой распадной базой (см. рис. 2) алюминиевая мишень диаметром 60 мм и длиной 600 мм устанавливалась в ~ 70 м от начала НД. Распадный объем за мишенью представлял собой конусообразную полость длиной 12.1 м прямоугольного сечения внутри стальной защиты.

Профили протонного пучка на нейтринной мишени непрерывно контролировались камерами вторичной эмиссии. Интенсивность протонного пучка измерялась токовыми трансформаторами с 1%-ой точностью. Средняя интенсивность протонного пучка составляла около 1013 протонов за сброс ускорителя.

Нейтринный детектор представляет собой калориметр, находящийся внутри мюонного спектрометра из намагниченного железа. Мишень-калориметр (см. рис. 3) содержит 36 плоскостей из горизонтально расположенных жидкостных сцинтилля-ционных счетчиков размером 20 см (по пучку) хЗО см и длиной 500 см каждый, прослоенных алюминиевыми пластинами толщиной 5 см и площадью 3x3 м2. Пластины установлены внутри намагниченных стальных рам. Между плоскостями сцинтилляционных счетчиков и алюминиевых фильтров расположены Х- и У-плоскости дрейфовых векторных камер. Дрейфовые камеры перекрывают площадь 450 х 450 см2 и обеспечивают регистрацию частиц в мишенной части и мюонов, идущих по стальным рамам, представляющих начальную часть мюонного спектрометра. Конечная часть спектрометра состоит из 13 намагниченных стальных тороидов толщиной 22 см диаметром 4 м с плоскостями дрейфовых камер между ними. Мюонный спектрометр фокусировал //", но при этом эффективность регистрации ¡1+ в магнитной оболочке также была высокой.

Съем информации с детектора происходит в бестриггерном режиме по сигналу от быстрого вывода протонного пучка. В течение интервала времени 12 мкс, равного суммарной длительности вывода пучка (5 мкс) и максимального времени дрейфа электронов в камерах (7 мкс), регистрируется амплитудная и временная

Рис. 1. Схема нейтринного капала со стандартной геометрией.

35)

' ■'////// / / / ' '' ////// ■;//■■/• ■_:_¿.___/ / / ; ■

Рис. 2. Схема расиадного канала, п жснолшиш с короткой расиадной бачоп.

1НЕР-ЛЖ НЕиТШЫО СЕТЕСТ(Ж

1'цг. :{. (!\-ома нейтринного детектора: а) шш сверху, б) гхрма модуля нейтринного детектора : 1 ллогткпегь сцпитнллянионпых жидкостных счетчиков. 2 - ллгомшгиемля пластина. ^ - плоскость (X ) дрейфовых камер. 4 - магиитопронод рамного магнита. -г> плоскость (V) дрейфовых камер.

информация со сцинтилляционных счетчиков и временная информация с дрейфовых камер.

В третьей главе описывается программое обеспечение, подготовленное для обработки информации с Нейтринного детектора. В последовательности обработки экспериментальных данных можно выделить несколько этапов:

1. Определение калибровочных констант.

2. Перекодировка первичной побитной упаковки, используемой на магнитных лентах, в более удобную для работы структуру банков данных, выполняемая пакетом INTR с учетом определенных калибровочных констант.

3. Отбор кандидатов на нейтринные взаимодействия и запись отобранных событий в файл DST.

4. Обработка отобранных событий программой геометрической реконструкции событий и запись результатов обработки с информацией об индивидуальных событиях в файл MINIDST.

5. Отбор событий с различными критериями из файла MINIDST и визуализация результатов пакетом PAW.

Описана методика определения калибровочных констант детектора. Использованные автором идеи данной процедуры в настоящее время стали широко применяться при определении калибровочных констант трековых детекторов под названием автокалибровка.

Собственная точность дрейфовых камер 0.6 мм.

Моделирование показало, что процедура автокалибровки позволяет получать значения дрейфовой скорости, координаты сигнальных проволок и времени задержки с точностью: ±1%, ±1.5 мм, ±40 не, что определяется точностью время - цифрового преобразователя сцинтилляционных счетчиков, один отсчет которого равен 40 не. В нейтринной экспозиции средняя величина отклонения измеренной координаты трека в камере от прогноза, полученного по другим камерам, составляет 1.4 мм для камер внутри эффективного объема и 3.5 мм для камер, расположенных между рамами мюонного спектрометра, что определяется многократным кулонов-ским рассеянием мюонных треков (< >~ 8 ГэВ).

Описана программа GRAND, специально разработанная для геометрической реконструкции и кинематического анализа событий с Нейтринного детектора.

В четвертой главе описана методика восстановления энергетических спектров нейтрино и антинейтрино. Большинство экспериментов на Нейтринном детекторе ИФВЭ-ОИЯИ были осуществлены в нестандартной моде работы нейтринного канала. Это касается и экспериментов, которым посвящена настоящая диссертация: эксперимента со стандартной геометрией нейтринного канала, но с выключенной системой фокусировки и эксперимента с короткой распадной базой. Расчет нейтринных пучков для этих экспериментов требовал новой программы, учитывающей вторичные эффекты, такие, как образование ливней и перерассеяние частиц в элементах канала, которые становятся важными в этих модах работы нейтринно-

го канала. Для этих целей была разработана программа GEASPE, основанная на библиотеке GEANT.

При моделировании иц- и ¿/^-спектров я-*-, /^-мезоны, вылетающие из мишени, использовались в программе в качестве первичных частиц. Их энергетический спектр и угловое распределение задавались в соответствии с параметризацией экспериментальных данных, полученных в специальном эксперименте по измерению выходов вторичных частиц от взаимодействия пучка протонов с энергией 67 ГэВ с нейтринными мишенями. Вычисленные нейтринные и антинейтринные спектры показаны на рис.4.

Достоверность вычисленных программой GEASPE потоков мюонных нейтрино------------

для эксперимента со стандартной геометрией нейтринного канала была подтверждена хорошим согласием экспериментально измеренных мюонных потоков в разрезах мюонного фильтра с вычисленными той же программой потоками мюонов (см. рис. 5).

Рис. 4. Рц- и ¿^-спектры для экспозиции со стандартной геометрией нейтринного канала (ехр I) и экспозиции с короткой распадной базой (ехр И).

Рис. 5. Сравнение экспериментально

измеренных мюонных потоков в разрезах мюонного фильтра с расчетными.

Знание параметра Мд и достаточно надежное описание полных сечений квазиупругого рассеяния нейтрино (антинейтрино) позволяют использовать указанные реакции для восстановления потоков нейтрино и антинейтрино в детекторе. Поток

нейтрино по данным квазиупругого рассеяния определялся по формуле

Ф(£.) = К •

<тяе№)1р '

где К - коэффициент, определяемый характеристиками детектора; Л^д - число квазиупругих взаимодействий в интервале ДД-; од£;(-£?,) - полное сечение квазиупругого рассеяния; 1Р - число сброшенных на мишень протонов. Неопределенность теоретически рассчитанного сечения (Тдв(Д') в нашей области энергий за счет отклонения аксиально-векторного формфактора от дипольной параметризации и ошибок в экспериментально полученных параметрах Му и Мд не хуже 2%. Экспериментально определенное сечение квазиупругих взаимодействий известно с неопределенностью не хуже 5%. Оно практически постоянно при Д, > 3 ГэВ.

Из известного соотношения (4) для дифференциального сечения глубоконеупру-гого взаимодействия можно получить

где Ф(£?,) - поток нейтрино. При отборе событий для оценки спектра таким способом квазиупругие и резонансные события исключались.

Два вышеописанных метода восстановления нейтринных спектров, используют различные выборки нейтринных событий, поэтому ошибки полученных спектров являются некоррелироваными. Усредняя эти спектры совместно со спектром, рассчитанным на основании выходов 7г-, /{'-мезонов из нейтринной мишени, был получен спектр, который использовался для вычисления полных сечений взаимодействия нейтрино с нуклоном. Отношение этого спектра к спектру, рассчитанному на основании выходов 7г-, /^-мезонов из нейтринной мишени, на рис.6 показано кружками с ошибками, ограниченными линиями.

Спектр из-за малой статистики экспериментальных событий в основном определялся расчетным спектром.

В пятой главе представлены результаты исследования физических характеристик детектора. С помощью моделирования были определены эффективность регистрации и точность восстановления энергии нейтрино (см. рис. 7) Адекватность моделированных и экспериментальных данных была достигнута подбором параметров моделирования путем сравнения результатов моделирования с данными, полученными в экспозициях детектора в нейтринных пучках широкого спектра (эффективность и точность трековых детекторов, их загрузки), а также в экспозициях с использованием калибровочного пучка тестового канала (восстановление энергии адронного ливня и импульса мюона, точность измеренных величин).

о

Поэтому

Нш-^М

2/-0 Е ¿у

= const • Ф (£,)

(9)

Е(БеУ)

Рис. 6. Отношение спектра, полученного из распределения квазиупругих событий (узкие прямоугольники), спектра, полученного из дифференциального распределения ¿а/¿у (широкие прямоугольники), усредненного спектра (кружки), к спектру, рассчитанному программой СЕАЭРЕ для экспозиции со стандартной геометрией нейтринного канала (а) и экспозиции с короткой распадной базой (Ь).

Рис. 7. Точность восстановления энергии нейтрино.

Для калибровки нейтринного детектора был использован контрольный канал, по которому заряженные частицы транспортировались в обход защиты и мюон-ного фильтра нейтринного канала. Калибровочный пучок направлялся в детектор под углом 148 мрад к его оси. Система отклоняющих магнитов, коллиматоров и сцинтилляционных счетчиков позволяет отбирать частицы с импульсным разбросом 0.7%. Для калибровки калориметрической части использовались 7г-мезоны, а имевшаяся в пучке примесь мюонов, доля которых изменялась от 50% при 2 ГэВ до 0.5% при 13.5 ГэВ, использовалась для калибровки мюонного спектрометра.

На основании зависимости относительного энерговыделения от энергии

адронов, полученной в результате калибровки калориметрической части детектора, которая показана на рис.8, при обработке событий взаимодействия нейтрино вычисляется полная энергия адронного ливня. На рис.9 приведена экспериментально определенная зависимость разрешения калориметра от энергии адрона.

Г

0.38 0.36 0.34 0.32 0.3 0.28 0.26 0.24 0.22

°'2 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 " 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20

Рис. 8. Зависимость относитель- Рис. 9. Зависимость разрешения кало-

ного энерговыделения Еу1з/Е в риметра от энергии адронного

калориметре от энергии адрон- пучка,

ного пучка.

В шестой главе описывается методика и результаты определения полных сечений. При отборе нейтринных событий требовалось, чтобы вершина взаимодействия лежала в эффективном объеме мишенной части детектора размером 240 х 240 х 2320 см3, имеющего вес 55.6 т. Для исключения событий, обусловленных продуктами взаимодействия нейтрино в мюонном фильтре, были отброшены события с верщиной в первых 3-х модулях детектора, а для того, чтобы сократить долю событий с большими утечками адронного ливня, - события с вершиной в последних

5 модулях. При определении импульса мюона по кривизне трека в магнитном попе требовалось, чтобы длина пути, пройденного мюоном в намагниченном железе, удовлетворяла условию 1тад > 30 см. Для уменьшения вклада нейтринных событий при отборе взаимодействий антинейтрино требовалось 1тад > 50 см. Требовалось также, чтобы восстановленная энергия нейтринного взаимодействия лежала в диапазоне 3 ГэВ< Е„ < 30 ГэВ. После отбора согласно вышеуказанным критериям было получено 6376 v- и 1045 ¡/-событий в экспозиции со стандартной геометрией нейтринного пучка и 10690 v- и 1934 ¿/-событий в экспозиции с короткой распад-ной базойг Распределение их по энергии приведено на рис. 10. В этих экспозициях на мишень было сброшено 1.09 х 1018 протонов в первой экспозиции и 1.68 х1018 протонов во второй.

з?°о>

-У о

Оп

У t»pl

□ exp II

т-т-

'V "о

О

-Т.т ДО

-T-tyr-o®

► % Vi*

' А

ff

10 15 20 25

30 35

E.GeV

Рис. 10. Распределения зарегистрированных нейтринных и антинейтринных событий в экспозициях со стандартной геометрией нейтринного канала и с короткой рас-падной базой.

Л

Г .... X

Проводится анализ точности полученных результатов. Экспериментально определенные в данной работе зависимости сечений нейтрино и антинейтрино, вместе с данными, полученными в других эксперимента приведены на рис. 11. На этом же рисунке экспериментальные данные сравниваются с результатами расчета, полученными на основании различных параметризаций кварковых распределений. Область < 10 ГэВ по энергии нейтрино, по-видимому, лежит на границе применимости кварковой хромодинамики, так как при малых энергиях возрастает доля взаимодействий с малыми переданными импульсами, на описание которых большинство параметризаций не претендуют.

Таблица 1. Полученные по результатам двух экспозиций зависимости полного сечения для нейтрино и антинейтрино от энергии.

Нейтрино

Е„ [ГэВ] 3-5 5-7 7-9 9-11 11 - 13 13 -17 17-21 21 - 25 25 - 30

0QE/E OtotjEv CTinel &стат Avsys 0.150 0.065 0.055 0.041 0.033 0.026 0.020 0.016 0.012 0.792 0.817 0.779 0.738 0.717 0.683 0.654 0.635 0.609 0.642 0.752 0.724 0.697 0.684 0.657 0.634 0.619 0.597 0.016 0.013 0.014 0.016 0.018 0.015 0.020 0.024 0.031 0.039 0.035 0.035 0.026 0.027 0.029 0.030 0.041 0.054

Антинейтрино

Еи [ГэВ] 3-5 5-7 7-10 10-13 13-17 17-21 21-26 26-30

(J'qe/E сш/Еи &incl/Е Дет am Assy« 0.093 0.063 0.040 0.030 0.024 0.019 0.016 0.013 0.345 0.347 0.336 0.346 0.323 0.284 0.269 0.279 0.252 0.284 0.296 0.316 0.299 0.265 0.253 0.266 0.016 0.013 0.012 0.015 0.017 0.024 0.029 0.039 0.023 0.020 0.019 0.022 0.022 0.021 0.023 0.031

Рис. 11. Экспериментальные данные и расчет <тtot /Еи как функция энергии

При расчетах структурных функций в области < Фо эволюция структурных функций заморожена, т.е. используются значения параметризаций, вычисленные при $ = Яо- Данные, представленные в диссертации (см. табл. 1), показывают, что сгм/Е„ заметно уменьшается с увеличением Еи от величины «0.8 х 10-38с.и2 при Е„=5 ГэВ до величины, в пределах точности эксперимента совпадающей с результатами, полученными при энергиях свыше 30 ГэВ. Расчеты показали, что в области энергии 1-20 ГэВ изменение параметра наклона полного сечения с энергией в значителной степени обусловлено вкладом квазиупругого взаимодействия.

В результате фита по всему диапазону энергии было получено значение для отношения глубоконеупругих сечений антинейтрино и нейтрино г,пе; = а%пе1 /а"пе1 = 0.412±0.016 и оценен вклад морских кварков + = 0.5(Зг1Пе; — 1)/(г,пе; +1) — = 0.086± 0.016. Это значительно меньше, чем при энергиях 30 ГэВ< Еи < 160 ГэВ, где + = 0.154 ±0.012.

В приложении делается обзор существующих методов решения обратной задачи и описывается метод, предложенный автором диссертации, который был использован при обработке данного эксперимента.

В заключении приведены основные результаты, полученные автором.

Список литературы

[1] Борисов A.A., Вовенко A.C., Заводчиков Н.В., Кириченко Г.П., Кожин A.C., Тумаков В.Л., Филиппов Г.И. О производстве дрейфовых камер для нейтринного калориметра в ИФВЭ в 1981 г. - В кн.: Материалы III Рабочего совещания по нейтринному детектору ИФВЭ-ОИЯИ. - ОИЯИ, Дубна, 1983, с. 78.

[2] Божко Н.И., Борисов A.A., Булгаков Н.К., Вовенко A.C., Горячев В.Н., Кожин A.C., Кузьменко В.Г., Тумаков B.JL, Фахрутдинов P.M. Автоматизированный стенд для проверки дрейфовых камер нейтринного детектора. - В кн.: Материалы VII Рабочего совещания по нейтринному детектору ИФВЭ-ОИЯИ. -ОИЯИ, Дубна, 1986, с. 63.

[3] Беликов C.B., Борисов A.A., Булгаков Н.К., Горячев В.Н., Липаев В.В., Кожин A.C., Тумаков В.Л. Методика определения параметров системы дрейфовых камер. - В кн.: Материалы VIII Рабочего совещания по нейтринному детектору ИФВЭ-ОИЯИ. - ОИЯИ, Дубна, 1988, с. 58.

[4] Борисов A.A., Горячев В.Н., Кирсанов М.М., Липаев В.В., Мухин С.А., Кожин A.C., Спиридонов A.A., Тумаков В.Л. Оценка точности определения калибровочных констант в дрейфовых камерах нейтринного детектора ИФВЭ-ОИЯИ. - В кн.: Материалы XI Рабочего совещания по нейтринному детектору ИФВЭ-ОИЯИ. - ОИЯИ, Дубна, 1990, с. 36.

[5] Аникеев В.Б., Борисов A.A., Вовенко A.C., Горячев В.Н., Кирсанов М.М., Кожин A.C., Куликов В.А., Липаев В.В., Мухин С.А., Перелыгин В.Ф., Сало-матин Ю.И., Спиридонов A.A., Сытник В.В., Тумаков В.Л., Шестерманов К.Е., Щукин Г.Л. Система обработки данных нейтринного детектора ИФВЭ-ОИЯИ: Препринт ИФВЭ 93-28, Протвино, 1993.

[6] Anikeev V.B., Belikov S.V., Borisov A.A., Bozhko N.I., Chernichenko S.K., Goryachev V.N., Gurgiev S.N., Kirsanov M.M., Kononov A.I., Kozhin A.S., Kravtsov V.l., Kulikov V.A., Lipaev V.V., Mukhin A.I., Mukhin S.A., Perelygin V.F., Sviridov Yu.M., Sytnik V.V., Shestermanov K.E., Schukin G.L., Tumakov V.L., Vovenko A.S., Zhigunov V.P. (Institute for High Energy Physics, Protvino)

Barabash L.S., Baranov S.A., Batusov Yu.A., Bunyatov S.A., Denisov O.A., Karev A.G., Nefedov Yu.A., Prakhov S.N., Snyatkov V.l., Vovenko A.A. (Joint Institute for Nuclear Research, Dubna).

Total cross section measurements for г/м, vß interactions in 3-30 GeV energy range with IHEP-JINR Neutrino Detector: Preprint THEP 95-50, Protvino, 1995.

Рукопись поступила 1 ноября 1995 г.