Прецизионное измерение времени жизни π+- и Κ+-мезонов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ПЕТЕРБУРГСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ им. Б.П. КОНСТАНТИНОВА

УДК 539.121.34 На правах рукописи

Микиртычьянц Сергей Михайлович

Прецизионное измерение времени жизни 7г+- и К+-мезонов

01.04.16 - физика атомного ядра и элементарных частиц

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

м! | ¡г- а

- И

•М' -ГЛ г'

' ' ' * * **

Г^гчина , 2006

Е» V ' ч«*

Л и' и Л

Работа выполнена в Отделении физики высоких энергий Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН.

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук

В.П. Коптев.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор H.H. Николаев, доктор физико-математических наук, профессор Я.А. Бердников.

Ведущая организация: Институт аналитического

приборостроения РАН.

, Защита состоится "_"_ 2006 г. в_часов на

заседании диссертационного совета Д-002.115.01 в Петербургском институте ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН по адресу: 188300, г. Гатчина Ленинградской обл., Орлова роща, ПИЯФ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ПИЯФ РАН.

Автореферат разослан "_"-2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета // И.А. Митропольский

ZOOG A

/Î30 3

Общая характеристика работы

Актуальность

Прогресс в физике элементарных частиц идет как за счет наблюдения новых частиц, так и за счет прецизионных измерений, позволяющих проверять теорию на уровне радиационных поправок. Общеизвестна роль прецизионной спектроскопии в открытии лэмбовского сдвига и аномального магнитного момента электрона, что сыграло фундаментальную роль в становлении квантовой электродинамики и квантовой теории поля вообще. Пионы играют совершенно выделенную роль в сильных взаимодействиях. Согласно современным представлениям, пионы с массой, которая аномально мала по сравнению с массами других адронов (т„-/тплг ~ 1/7), являются псевдогоддстоуновскими мезонами со спонтанно и явно нарушенной киральной симметрией первого поколения кварков и и <1. Представление о спонтанном нарушении симметрии однозначно фиксирует вид взаимодействия пионов с пионами, нуклонами и другими адронами. В киральной теории сильных взаимодействий фундаментальным параметром является константа Д, связывающая пионное поле с аксиальным током. Процессом, в котором измеряется эта константа, является распад заряженного пиона тг —>• ци. В нулевом приближении, без радиационных поправок, ширина этого распада Г(7г —»■ ци) , практически полностью определяющего время жизни заряженного пиона, равна

Многие приложения требуют извлечения fv уже с учетом радиационных поправок, знание которых принципиально для проверок предсказаний киральной теории возмущений. Однако радиационные поправки к ширине распада Г(ж —> fit/) содержат модельную зависимость, и сегодня именно эта модельная зависимость, а не точность измерения времени жизни заряженного пиона ограничивает точность извлечения fn. Модельная зависимость в значительной степени исчезает в отношении ширин распадов тг —► eu и ж fiu. Хотя в идеальном эксперименте отношение двух ширин может быть измерено независимо от времени жизни заряженного пиона, на мезонных фабриках TRIUMF и PSI в экспериментах с остановившимися в мишени пионами при достигнутых точностях порядка 0,3% извлечение относительной ширины распада 7г+ —► e+v из экспериментальных данных становится чувствительным

Г(тг fiu) = 1 -

к времени жизни заряженного пиона, и для достижения в извлечении этого отношения точности теоретических предсказаний ~ 0,08% требуется знание времени жизни заряженного пиона с точностью не хуже 0,01 %. Широко обсуждаемые приложения таких измерений отношения ширин распадов л- ей и 7г —► /ли позволят проводить проверки фундаментальных выводов Стандартной модели: мюон-электронной универсальности, т-/г- универсальности сравнением ширин распадов ж /ли и г —> 7гит, ограничения на возможные псевдоскалярное и тензорное взаимодействия, а также на вклад в амплитуду распада ж —¥ ей обмена скалярными (нижний предел на массу 1.3 ТэВ) и векторными (нижний предел на массу 220 ТэВ) лептокварками или заряженными хиггсовскими частицами (нижний предел на массу 2 ТэВ; все приведенные ограничения на массу отвечают максимальной константе связи). Очевидно, что при достижении теоретического предела точности в отношении ширин распадов уточнение времени жизни пиона станет критически важным.

Измерение времени жизни К+-шглонз. также представляется актуальным, поскольку наблюдается отличие в три стандартных ошибки в усредненных значениях величины тк, измеренных различными методами (на лету и в остановках). Новые измерения времени жизни К+-мезона, возможно, помогут выяснить причину этого различия. Цель работы

Из рассмотренного выше следует, что новые прецизионные измерения времени жизни положительно заряженного пиона будут важным звеном в определении фундаментальной константы /„., связывающей пионное поле с аксиальным током. Проведение эксперимента по измерению времени жизни тг+-мезона с точностью, превышающей почти на порядок всю раннюю совокупность мировых данных, было основной целью представляемой работы. Кроме того, дальнейшее развитие предложенного в этой работе нового метода измерения времени жизни тг+-мезона, основанного на технике поверхностных мюонов, было целью для измерения времени жизни Я"+-мезона с точностью на уровне мировых данных.

Научная новизна

• Развит новый метод измерения времени жизни тг+- и К+-мезонов.

• Разработан математический и аппаратный алгоритм подавления статистических искажений при измерении временных распределений периодического пуассоновского потока событий.

• Впервые измерено время жизни 7г+-мезона с точностью 0,02 %.

Положения, выносимые на защиту

1. Разработан и впервые применен новый метод измерения времени жизни тг+- и А"+-мезонов, основанный на использовании периодичности микроструктуры пучка протонов, взаимодействующих с мишенью, и на детектировании положительно заряженных мюо-нов из распада ж+- и К+-мезонов, рожденных и остановившихся в этой мишени.

2. Создана экспериментальная установка, позволяющая проводить измерения времени жизни 7г+- и /¡'"'"-мезонов с относительной систематической точностью 7,5 - Ю-5 и 5,5 • Ю-4, соответственно.

3. Разработан измеритель временных интервалов ИВИ с системами абсолютной временной калибровки и подавления статистических искажений, суммарный вклад которых в относительную ошибку результатов измерений и тк+ не превышает 3,5 • Ю-5.

4. Измеренные значения времени жизни 7г+-мезона на различных мишенях,

' (С)= 26,0349 ± 0,0078 не,

т„+(Си)= 26,0329 ± 0,0076 не, тя+ (810-2 )= 26,0418 ± 0,0096 не,

согласуются между собой в пределах ошибок и дают по суммарному спектру значение времени жизни тг+-мезона

= 26,0361 ±0,0052 не, х2 = 0,97, СЛ. = 0,60.

Точность измерения почти на порядок превосходит точность предыдущих работ, и полученное значение является определяющим в мировых данных.

5. Значения времени жизни /^+-мезона, измеренные для медной и урановой мишеней

тк+(Си)= 12,368 ±0,041 не (х2 = 1,06 СЛ. = 0.66) и тк+(и)= 12,451 ±0,030 не (х2 = 1,07 СЛ. = 0,63) , отличаются друг от друга на две стандартные ошибки и дают средневзвешенное значение:

тк+ = 12,415 ±0,024 не,

которое подтверждает значение времени жизни К"+-мезонов, измеренное ранее методом остановок.

Практическая и научная ценность диссертации

Развитая в этой работе методика привела к улучшению на один порядок точности измерения времени жизни 7г+-мезона. Табличное значение времени жизни 7г+-мезона, приводимое Particle Data Group, основано именно на результатах этой работы в совокупности с результатом, полученным на мезонной фабрике TRIUMF на основе нашей методики. Измеренное в данной работе время жизни АГ+-мезона также входит в группу самых точных измерений, определяющих табличное значение, цитируемое Particle Data Group.

Разработанная методика выделения К"'"-мезонов путем регистрации задержанных мюонов с успехом применяется в экспериментах на спектрометре ANKE ускорителя COSY в экспериментах по исследованию реакций с образованием каонов. Апробация

Основные результаты работы были представлены на IV Всесоюзном семинаре "Программа экспериментальных исследований на мезонной фабрике ИЯИ АН СССР" (Звенигород, 1985 г.), а также на Международном симпозиуме по проблемам взаимодействия мюонов и пионов с веществом "Мезоны в веществе - 87" (Дубна, 1987 г.). Измеренные в данной работе значения времени жизни 7г+- и К+-мезонов входят в группу самых точных измерений, цитируемых Particle Data Group. Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения и содержит 89 страниц, 41 рисунок, 5 таблиц и 62 библиографических ссылки.

Содержание работы

Введение содержит формулировку основной цели работы и подчеркивает ее актуальность.

Глава 1 содержит обзор и сравнение достижимой точности известных методов измерения времени жизни заряженных элементарных частиц на примере 7г+-мезона. Показаны достоинства и недостатки измерения времени жизни методами пролета и в остановках. Новый метод измерения времени жизни и К+-мезонов отличается от ранее используемых. Предложенный метод основан на использовании периодичности временной микроструктуры пучка протонов ускорителя, взаимодействующих с мишенью, в которой рождаются тг+- или /<"+-мезоны, и на детектировании положительно заряженных мюонов из распада

7г+- или -К"+-мезонов, рожденных и остановившихся в этой же мишени и отобранных магнитным спектрометром. Временная микроструктура выведенного из ускорителя протонного пучка представляет собой периодическую последовательность микробанчей конечной ширины с малой вероятностью появления протонов во временных интервалах между микробанчами. Следовательно, протоны, попадая в мишень, в преобладающем числе случаев рождают тг+- или К+-мезоны в течение микробанчей. Мгновенно после образования часть тг+- или -К"+-мезонов останавливается в той же мишени и затем, во временных промежутках между микробанчами, экспоненциально распадаются на нейтрино и с импульсами 29,8 МэВ/с (7г+-распад) или 236 МэВ/с (А'+-распад). Вылетая из глубины мишени, теряют за счет ионизационных потерь импульс и приобретают импульсный разброс. Результирующее временное распределение интенсивности положительно заряженных мюонов имеет экспоненциальный вид с характерным измеряемым временем жизни т во временном интервале Аь, ограниченном переходной областью, величина которой зависит от длительности протонного микробанча и разброса мюонов по времени пролета от мишени до детектора, определяемым импульсом, на который настроен спектрометр, и его импульсным разрешением.

Основой рассмотренного метода измерения времени жизни частиц является, фактически, наблюдение за изменением популяции (количества) исследуемых частиц в некотором объеме, определяемом угловым захватом (аксептансом) спектрометра. Если частица распадается по нескольким каналам, то даже один экспериментально наблюдаемый канал несет полную информацию об изменении популяции (количества) исследуемых частиц в просматриваемом спектрометром объеме. Относительная вероятность детектируемого канала влияет лишь на скорость набора статистики. Возможным процессом, изменяющим популяцию частиц в фиксированном объеме, является диффузия. Однако для остановившихся в веществе частиц с энергией порядка тепловых (Т = 0,05 эЪ/К°) за время порядка десятков наносекунд глубина диффузии составляет порядок микронов, внося вклад в измерение времени жизни менее Ю-5. Величина других ошибок измерения времени жизни тг+- или К+-мезонов зависит от вклада фоновых процессов и особенностей работы электроники.

В главе 2 описывается экспериментальная установка для измерения времени жизни 7г+- или мезонов.

Работа выполнена на синхроциклотроне ПИЯФ РАН. Временная микроструктура выведенного из ускорителя протонного пучка представ-

\ /

/ и ) \

8152 53 54 85 $6 57 С

Ц . е , П Р0- 28,5 МэВ/с

Рис. 1: Схема расположения аппаратуры (а) и детекторов (б и в) для регистрации мюонов от тг+- и А"+-распадов

ляет собой последовательность микробанчей с шириной на полувысоте 5 не и периодом следования То = 75 не. Вероятность появления протонов во временном интервале Д< = 35 не между микробанчами не превышала 10~6. Протоны, попадая в мишень (Т на рис. 1а), рождают ж+- или .К"+-мезоны, которые в той же мишени останавливаются и распадаются на моноэнергетические мюоны. Вылетая из глубины мишени, мюоны теряют за счет ионизационных потерь импульс и приобретают импульсный разброс, который в условиях проведенных экспериментов был равен 0 -г 29,8 МэВ/с или 215 Ч- 236 МэВ/с. Часть этих мюонов вылетает под углом 60° ± 5° к направлению протонного пучка и отбирается магнитным спектрометром с импульсным разрешением 5%, в качестве которого использовался канал 7г —2 (М1, М2, Л4-Л10 на рис. 1а) синхроциклотрона ПИЯФ РАН (М9). Средний импульс, на который настроен спектрометр, выбирался равным 28,5 МэВ/с (7Г+ -распад) или 230 МэВ/с (,К"+-распад). Спектрометр захватывает и фоновые мюоны, которые образуются от 7г+-мезонов, вылетевших из мишени в направлении спектрометра и распавшихся в головной его части. Однако практически все фоновые мюоны образуются в течение 5 не после момента взаимодействия протонов с мишенью и не попадают во временной интервал используемый для измерения времени жизни.

Мишень помещена в вакуумную камеру (В.Т.) спектрометра, за тонким (0,1 мм майлара) выходным окном которой на расстоянии 8 м от

N. 1031/с 4,0

2.0

23 27 31 35

р,МэВ/с

Рис. 2: Зависимость от импульса скорости счета позитронов (о), 7г+-мезонов (х), регистрируемых совпадениями счетчиков 81-^82, мюонов (Д), регистрируемых счетчиком Э1 и мюонов (•), регистрируемых совпадением счетчиков 81-9-84. Пунктиром указан импульсный спектр 'Запаздывающих" мюонов из толстой мишени (углерод толщиной 5 мм)

мишени расположен детектор. Детекторы (Д на рис. 1а) для регистрации мюонов от тг+- и К+-распадов, состоящие из телескопов сцинтил-ляционных счетчиков, показаны на рис. 16 и рис. 1в, соответственно.

В разделе 2.1 рассматривается спектрометр, в качестве которого использовался пи-мезонный канал малых энергий (канал 7г — 2) в симметричной ахроматической схеме с триплетом в роли полевой линзы для получения малых размеров пучка на выходе при импульсном разрешении АР/Р ~ 5%.

В разделе 2.2 описаны детекторы мюонов и приведен анализ фоновых частиц для ж+- и ,ЙТ+-распадов.

7г+-распад. Детектор положительно заряженных мюонов (рис. 16) состоит из четырех счетчиков (81, 82, 83, Б4) с тонкими радиаторами, изготовленными из сцинтиллирующей пластмассы с повышенным световым выходом. Толщина радиаторов равна (0,06 -г 0,1) мм при диаметре 65 мм. Суммарная толщина детектора не превышает 0,075 г/см2, что позволяет регистрировать только одним первым счетчиком (81) мюоны с импульсами, большими 23 МэВ/с (рис. 2). Сборка из четырех счетчиков регистрирует лишь небольшую часть всего импульсного спектра "запаздывающих" мюонов в диапазоне импульсов (25 -т- 29,8) МэВ/с (энергия мюонов ~ 4 МэВ).

Все основные измерения времени жизни 7г+-мезонов были выполнены при импульсе 28,5 МэВ/с, соответствующем максимуму детектируемого спектра мюонов. Импульс, на который настроен спектрометр, определяет среднюю глубину х, а импульсное разрешение спектрометра — ширину слоя Да; мезонообразующей мишени, в котором происходит образование 'Задержанных" мюонов, регистрируемых детектором. Весь остальной объем мишени излучает только фоновые частицы,

10

10

2

1

о

Рис. 3: Временные спектры и ц~, регистрируемых детектором с включением всех критериев отбора мюонов при импульсе Р = 28,5 МэВ/с. Измерения выполнены с майларовым фильтром толщиной 0,4 мм на входе спектрометра Ьф = 20 см. Выполнено суммирование по 50 каналам, но начальная нумерация каналов сохранена

основной поток которых составляют позитроны. Поскольку ионизационные потери е и /х отличаются приблизительно в 10 раз, то выбором порогов дискриминации счетчиков 31-^84 можно уменьшить эффективность регистрации е+ каждым из счетчиков до уровня 0,005^0,01 при практически стопроцентной эффективности регистрации мюонов. Четырехкратные совпадения счетчиков 81-г84 позволяют уменьшить эффективность регистрации е+ до величины < Ю-8 и полностью устранить влияние позитронов на результаты измерений. Эффективность регистрации е+ счетчиками 81-г84 измерялась по совпадениям с черенков-ским счетчиком С и счетчиком 87, детектирующими только позитроны.

Другим источником возможных систематических ошибок являются тг+-мезоны, отбираемые спектрометром и не успевшие распасться. При импульсе 28,5 МэВ/с доля их не велика 0,2%), но в спектре по времени пролета они должны образовывать узкий пик, попадающий в середину рабочего временного интервала At. И хотя эти тг+-мезоны останавливаются в середине детектора, проходя радиаторы только первых двух счетчиков (Б1 и Э2), мюоны от их распада могут быть зарегистрированы в счетчиках БЗ и 84, имитируя полезные события. Небольшая часть положительно заряженных мюонов от тг+-мезонов с импульсом 28,5 МэВ/с, распавшихся на лету после магнита М2, имеет импульс > 35 МэВ/с и по времени пролета находится в рабочем интервале Д<. Для подавления рассмотренных источников фона б: чти применены узкие кривые задержанных совпадений (< 10 не) для Э2 и ЭЗ (подавление ложных 7г+-/*+ -совпадений), антисовпадения с сигналами дискриминаторов верхнего порога Д* и Щ счетчиков 81 -г82 (подавление 7г+-мезонов) и антисовпадения с сигналами счетчиков Э5 и Э6, регистрирующими фоновые мюоны с импульсом > 35 МэВ/с.

Пороги Д^ и Д2 можно выбрать только в рабочих условиях, то есть

к

Рис. 4: Временные распределения "запаздывающих" мюо-нов (—), фоновых мюонов (х) и 7г_-мезонов (•) с импульсом 600 МэВ/с, вылетающих из ме-зонообразующей мишени под углом 0°

500 1000 1500

Кахин ИВК

на положительно заряженных частицах и при импульсе 28,5 МэВ/с, уменьшив в ~ 1000 раз поток мюонов от распада 7г+-мезонов, остановившихся в мишени, с помощью тонкого фильтра (~0,1 г/см2), установленного между мезонообразующей мишенью и первым поворотным магнитом М1. Фоновые частицы (е+, /х+ и 7г+) имеют значительно более широкие импульсные спектры, которые практически не изменяются после прохождения частицами этого тонкого фильтра.

Временной спектр положительно заряженных мюонов, зарегистрированный счетчиками 81^84 с применением всех критериев отбора мюонов, приведен на рис. 3. Таким образом видно, что фон частиц в рабочем временном интервале Д£ связан только с краями пика (> 4<тм) фоновых мюонов, что подтверждает измеренный временной спектр отрицательно заряженных мюонов при импульсе 28,5 МэВ/с (см. рис. 3).

Анализ вклада фоновых частиц в рабочем временном интервале At показывает, что фон не должен превышать величины, составляющей (1,5 -г 2) • Ю-4 от счета запаздывающих мюонов из мишени. Все фоновые компоненты присутствуют неискаженными в спектре мюонов, полученном при измерении с фильтром толщиной 0,4 мм на входе спектрометра. Этот спектр был использован нами как фоновый и вычитался при обработке результатов измерения. Обработка фонового спектра (рис. 3) в интервале Д<ф с вычитанием из него спектра отрицательно заряженных мюонов дала значение тж = (25,9 ± 0,2) не, которое в пределах ошибок измерений совпадает с табличным значением времени жизни тг+-мезона. Окончательное соотношение фон—эффект, полученное во время сеанса по измерению времени жизни тг+-мезонов, приведено на рис. 4. Микроструктура протонного пучка измерялась непрерывно с помощью счетчиков Бв, Я9 по х~-мезонам, вылетающим из мезонообразующей мишени под утлом вж =0°. Приведенные выше фоновые характеристики позволяют проводить измерения времени жизни 7г+-мезонов с относительной точностью < Ю-4.

.К"+-распад. Примененный в данной работе метод регистрации рас-

к,

N

N

300

200

100

0

200 220 240 260

15

35

55

РдГМэВ/с

£,кс

Рис. 5: Импульсные спектры мюонов (а), отобранных во временном интервале Д£ и часть временного распределения (за пределами переходной области) мюонов (б) с импульсом 230 МэВ/с (верхняя кривая) и суммарный фоновый спектр мюонов с импульсами 210 МэВ/с и 260 МэВ/с

пада исследуемой частицы (7г+- или /^+-мезона) основан на регистрации одного из продуктов её двухчастичного распада: положительно заряженного мюона. Для К+-иезонов относительная вероятность такого канала распада (К+ —► с образованием моноэнергетичных мюонов (Рц=236 МэВ/с) составляет величину 0,63. Вылетая из глубины мишени, мюоны за счет ионизационных потерь приобретают импульсный разброс и теряют импульс. Измерения времени жизни АГ+-мезона были выполнены с медной и урановой мишенями толщиной ~ 10 г/см2, при этом средний импульс мюонов составлял 230 МэВ/с. Детектор (рис. 16) на выходе спектрометра состоит из телескопа сцинтилляционных счетчиков 81-г85 и фильтра 12 для разделения пионов и мюонов по пробегам. Тонкий медный фильтр толщиной 2,5 г/см2 останавливал протоны и более тяжелые частицы на входе в детектор. Применение магнитного спектрометра и (ДЕ, Е)-метода в сочетании с фильтрами позволило надежно выделять мюоны от распада К+ на уровне фона по-

зитронов, пионов и других частиц того же импульса, составляющего ~ 105.

Подтверждением того, что наблюдаемое импульсное распределение мюонов формируется именно распадом К+ —► является отсутствие аналогичного пика в импульсном спектре отрицательно заряженных мюонов (рис. 5а). Это связано, во-первых, с особенностями методики регистрации, так как остановившиеся в мишени /Г"-мезоны будут захватываться ядрами до момента распада, и, во-вторых, рождение К~-

мезонов при энергии протонов Тр ~ 1000 МэВ невозможно из-за существенно более высокого порога этой реакции.

Практически все фоновые мюоны образуются во время протонного микробанча и определяют величину переходной области, а мюоны от распада остановившихся мезонов имеют в рабочей области Д£ экспоненциально спадающее распределение, определяемое временем жизни К+ -мезона. Возможными источниками ошибок, связанными с микроструктурой протонного пучка, являются:

• крутизна спада интенсивности на краях микробанча;

• вывод протонов в промежутке между микробанчами.

В то время, как первый источник возможных ошибок приводит лишь к уменьшению величины рабочего интервала , второй источник не поддается коррекции и может полностью исказить результат. В связи с этим непрерывно в течение набора статистики уровень фона, связанный с микроструктурой протонного пучка, контролировался сцинтил-ляционными счетчиками 88 и Б9 (рис. 1) по 7г~-мезонам, вылетающим из мезонообразующей мишени под углом ^ = 0°, и во временном окне 40 не составлял не более ~ 5-10~в от количества протонов в банче. Измеренное временное распределение мюонов с импульсом 230 МэВ/с приведено на рис. 56. Вклад фона мюонов от -к «/-распада, измеренных при импульсах Рд = 210 МэВ/с и 260 МэВ/с, во временном интервале Ы = 35 не не превышает 10~3. Достигнутые фоновые характеристики позволяют измерять время жизни АТ+-мезонов с относительной точностью ~ Ю-3.

В разделе 2.3 рассмотрены вопросы измерения временных распределений и, в частности, их аппаратурные искажения. Задача измерения времени жизни 7Г+- и К+-мезонов сводится к накоплению спектра временных интервалов между сигналами, зарегистрированными детектором пуассоновского периодического потока (распадные мюоны), и периодическими реперными сигналами, привязанными к определенной фазе ускоряющего ВЧ-напряжения ускорителя с периодом Т0 =75 не, определяющими моменты рождения тг+- и -К"+-мезонов.

Систематические ошибки, связанные с искажением формы исходного временного распределения, возникают из-за мертвых времен в электронных схемах канала регистрации: дискриминаторах, схемах совпадений (тм) и в измерителе временных интервалов (7м)- Искажения формы оказываются тем больше, чем больше величина тщ и плотность исходного потока А (среднее число частиц в интервале Т0). Искажения формы временного распределения, связанные с мертвым временем детектора тм, могут быть уменьшены до величины ~ (Атм/7о)2, если из

О 20 40 60 д

Рис. 6: Зависимость результата измерений т„ от Д для Тм = к,Т0+А при (•) Л = 2-Ю-2 (нерастянутый пучок) и (★) при Л = 4 ■ Ю-4 (растянутый пучок), о — восстановленные расчетным путем значения тж для Л = 2-Ю-2; пунктир — результат основных измерений тж

потока событий выбрать лишь те, до которых в интервале, кратном Т0, не было предыдущего события. Отбор по такому критерию осуществляется блоком охраны на базе одновибратора с продлевающимся мертвым временем.

Наибольшие искажения формы временного распределения возникают при отборе сигналов на измерение. Они связаны с плавающим мертвым временем Тм измерителя временных интервалов ИВИ, средняя величина которого составляет ~15 мкс.

Если разрешать измерение в той же фазе периода Го (конец интервала Тм или снятие Тм), в которой было начато предыдущее измерение (начало интервала Тм = кгТо), то процедура измерения в интервале То будет непрерывна, т.е. эффективное мертвое время измерителя становится нулевым, и, следовательно, искажения отсутствуют. Однако даже небольшое изменение Д условия кратности Тм = кгТо + Д приводит к значительным искажениям, зависящим от А. Экспериментальное исследование при Л ~ 1 влияния способов снятия Тм позволило развить и проверить математический аппарат1 и применить для основных измерений времени жизни простой способ — случайное снятие Тм, обеспечивающий случайный запуск ИВИ и дающий искажения ~ 1 /3, которые учитывались расчетным пухем1 при обработке временных спектров. Контрольные измерения времени жизни т„ при загрузках, отличающихся в 50 раз (рис. 6), дали при использовании этой методики совпадающие результаты. Основные измерения были выполнены на растянутом пучке со случайным запуском ИВИ. Относительная систематическая ошибка, связанная с нестабильностью Л, составляла не более 2 • Ю-5.

В следующих подразделах приведено описание измерителя вре-

1 Н.К. Абросимов, В.П. Коптев. Статистические искажения при измерении формы временных распределений периодических пуассоновских потоков сигналов. Препринт ЛИЯФ-1119, Л., 1985, 50 стр.

менных интервалов и системы сбора данных;, построенных на базе разработанных в ПИЯФ преобразователя время—код и линейки модулей специализированных контроллеров накопления данных в автономной памяти, выполненных в стандарте КАМАК. В подразделе 2.3.4 описаны способы контроля метрологических параметров ИВИ.

В главе 3 рассмотрена процедура измерения для 7г+- и К+-распадов. Во время измерений непрерывно контролировались:

• загрузки детектора и среднее количество мюонов Л,

• амплитуды ВЧ-наводок,

• фон между микробанчами ЛГд/ЛГж- в рабочем интервале

• параметры ИВИ: средняя ширина канала Д£« и функция нелинейности /н.

Для выявления возможных дополнительных источников систематических ошибок измерения были выполнены с мезонообразующими мишенями из графита (С) и меди (Си). Замена мишени приводила к изменению многих условий эксперимента: менялись загрузки детектора и Л (в 2 раза), количество е+ (в 10 раз), ширина рабочего слоя мишени. В случае использования комбинированных мишеней меньше изменяется загрузка детектора, но остается неизменным количество е+. Комбинированная мишень была составлена из медной, являющейся основным поставщиком тг+ -мезонов и электронов, и приставленной к ней вплотную (со стороны спектрометра) тонкой мишени из графита (С) или кварца (8102), в которой и происходила остановка 7г+ -мезонов с образованием "задержанных" мюонов. Измерения тж выполнялись сериями длительностью ~ 90 мин. Статистика в каждой серии была достаточной (~ 1,5 • 107 событий) для обеспечения относительной точности измерения тж лучше чем Ю-3. Фоновые спектры измерялись для каждой из мишеней. Относительное мониторирование проводилось по 7г~-мезонам (счетчики Э8, Б9 на рис. 1) для определения величины коэффициента вычитания фона.

Измерения времени жизни Л"+-мезона были выполнены на медной (Си) и урановой (и) мишенях во время двух сеансов общей продолжительностью ~ 400 часов. В первом сеансе была набрана основная статистика для медной мишени, а во втором - для урановой. Такое планирование эксперимента было направлено на исключение возможных систематических ошибок, связанных с работой синхроциклотрона ПИЯФ. Фоновые измерения проводились при импульсах 210 МэВ/с и 260 МэВ/с для каждой из мишеней с соответствующим изменением толщины фильтра ^ для сохранения оптимальных условий сепарации мюонов при фоновых измерениях.

В главе 4 описывается процедура обработки временного распределения

ЛэффО = (^эксп(/) - аЛГф(7)) • 1 /(/„(/) • ч(7)),

где ЛГэксп(Л — спектр, измеренный в рабочих условиях (эффект + фон); и Лгф(/) - фоновый спектр. Коэффициент вычитания фона а определялся относительным мониторированием Л^эксп и ЛГф. Для каждого канала I спектра Лгэфф(7) учитывались нормированные на единицу функция нелинейности /н(7) и функция искажений r¡(I) формы временного распределения за счет Тм. Центр тяжести каждого канала (время) спектра Лгэфф(/) с учетом /н и средней шириной канала AíK определялся как

ti = 1/2 • (I ■ fH(I) + (I + 1) • /н(/ + 1)) • AíK. Временное распределение (/) аппроксимировалось функцией

N(I) = N0exp((t0 — í/)/r). Параметры JV„ и г и их ошибки определялись методом наименьших квадратов программой FUMILI из пакета CERN Library. На этом этапе обработки при вычислении ошибок т и N0 учитывались только статистические ошибки спектров 7^эксп(Л, И /н(Л-

Для получения окончательных результатов обрабатывались данные в рабочем временном интервале At. Приблизительное его положение в спектре было определено из фоновых измерений. Затем один из старших каналов закреплялся как максимальный канал интервала At и находился набор значений т* в зависимости от длительности интервала At варьированием минимального канала. По равенству в пределах точности значений т* определялась левая граница (начало) интервала At. Далее с этой фиксированной границей аналогичной процедурой определялась правая граница (конец) рабочего интервала At. Для полученного набора значений г' находилось квадратичное средневзвешенное значение

которое и принималось за окончательный результат измерений.

Включение в усреднение +50 -4- -150 каналов за пределами выбранного интервала At приводило к изменению тж не более, чем на 6 • Ю-5, что можно рассматривать как дополнительную систематическую ошибку 6At в измерении tv за счет неточности определения рабочего временного интервала.

Для выяснения систематических ошибок, связанных с вычитанием фонового спектра, данные обрабатывались по аналогичной процедуре

Таблица: Результаты измерений тж+ для различных мишеней

Мишень ту, НС X* с.ь.

С 26,0349 ± 0,0078 0,98 0,86

Си 26,0329 ± 0,0076 0,89 0,44

БЮз 26,0418 ± 0,0096 1,04 0.73

для различных величин коэффициента вычитания фона а. При точности определения а, равной 10%, систематическая ошибка измерения т„ равна 2 • Ю-5. В качестве статистической ошибки использовалась ошибка 6р, получаемая в результате обработки данных в рабочем интервале Д*.

В главе 5 приведены результаты измерений времени жизни 7г+-и К+-мезонов. При вычислении результирующей относительной ошибки измерений 6т учитывалась как относительная статистическая ошибка ¿¡р, вычисляемая с помощью программы П/МПЛ, так и суммарная систематическая ошибка 6С. В последнюю включались относительные ошибки как общие для тг+- и #+-мезона:

• ВЧ-наводки 1 • Ю-5;

• мертвые времена (тм и Тм) 2 • 10~5;

• калибровка и нелинейность 2,5-Ю-5;

так и индивидуальные: ж+ распад к+ распад

• вычитание фона 3 • Ю-5 2,3-10~4;

• неточность определения

рабочего интервала At 6-Ю-5 5-Ю-4.

Таким образом, суммарная систематическая ошибка 6С равнялась 7,5-10~5 Для 7Г+-распада и 5,5-10~4 для К+- распада. Результирующая относительная ошибка 6т = + Рс. Ошибка Дг = т ■ 6т приводится в дальнейшем как результирующая ошибка измерений времени жизни.

При измерении времени жизни тг+-мезона в каждой серии при величине ошибки ~(0,02 ^ 0,03) не не наблюдается никакой зависимости значений тп от условий эксперимента. Результаты обработки суммарных спектров для различных мишеней приведены в таблице. Видно, что и при относительной точности измерений 3 • Ю-4 значения тж, полученные при работе с разными мишенями, совпадают в пределах ошибок эксперимента. Поэтому результирующее значение времени жизни ж+-мезонов было получено после обработки просуммированного по всем сериям спектра и составляет:

тж+ = 26,0361 ± 0,0052 не, х2 = 0,97, СХ. = 0,60.

26.2

26.0

■ Eckh.il««, 1965

♦ НоС(1Ь*г«,1967 А Луге», 1971 ▼ Дуяайцеж ,1972

■ Ыитао, 1995

* Коптев, 1985

12.4

12.2

1 • б

т 4 +

ж остшюжас. ах

1 • ПЪеЬ, 1965

♦ 1 * ОЬЬ, 1971

* 1988

на лиу

♦ Lobkowi.cz 1969

▼ Гогй, 1967

1960 1970 1980 1990 2000 1960 1970 1980 1990 2000

Год Год

Рис. 7: Сравнение результатов измерений времени жизни 7г+-мезона (а) и Лг+-мезона (б), выполненных различными группами

Достигнутая относительная точность измерений времени жизни тг+-мезона (6т„ = 2 • Ю-4) определяется, в основном, накопленной статистикой.

Обработка измерений времени жизни ^"'"-мезонов проводилась по той же методике, которая использовалась для получения тт+. Суммарное количество событий для медной и урановой мишеней, полученное во время двух сеансов измерений во временном интервале Аь = 35 не, равно соответственно 1,5-105 и 2,5 • 105. Результирующие значения для каждой мишени, полученные как средневзвешенное по сеансам

составляют :

тк+ (Си) = 12,368 ±0,041 не, х2 = 1,06, С.Ь. =0,66, ТАГ+(и) = 12,451 ±0,030 не, х2 = 1,07, С.Ь. = 0,63

и отличаются друг от друга на две стандартные ошибки. Точность полученных результатов ограничена, в основном, статистикой. Средневзвешенное значение этих величин,

тк+ = 12,415 ± 0,024 не, подтверждает значение времени жизни й"+-мезонов, ранее измеренное методом остановок, а точность находится на уровне мировой. Отмечается, что величина времени жизни /С+-мезонов тк+ (рис. 76), измеренная пролетным методом, на три стандартных отклонения меньше результатов, полученных методом остановок.

В заключении перечислены основные результаты диссертации.

Основные результаты диссертации

Целью представляемой работы было проведение эксперимента по прецизионному измерению времени жизни 7г+-мезона с точностью, превышающей почти на порядок точность, достигнутую в предыдущих экспериментах, вошедших в совокупность мировых данных.

Разработан и применен новый метод измерения времени жизни 7Г+- и .ЙГ+-мезонов, основанный на использовании периодичности микроструктуры пучка протонов, взаимодействующих с мишенью, и на детектировании положительно заряженных мюонов из распада 7г+- и

-мезонов, рожденных и остановившихся в этой мишени.

Разработан и применен математический и аппаратный алгоритм подавления статистических искажений при измерении временных распределений периодического пуассоновского потока событий.

Создана экспериментальная установка, позволяющая проводить измерения времени жизни 7г+- и А"+-мезонов с относительной систематической точностью 7,5 -Ю-5 и 5,5 -Ю-4, соответственно.

Разработан измеритель временных интервалов ИВИ с системами абсолютной временной калибровки и подавления статистических искажений, вклад которых в относительную ошибку результатов измерений т„+ и тк+ не превышает 3,5 Ю-5.

Комплекс программного обеспечения, созданного для этой работы, позволяет вести непрерывный контроль непосредственно в ходе эксперимента метрологических параметров ИВИ, определяющих высокую точность измерений, а на этапе обработки накопленных временных спектров учитывать искажения, связанные с фоном, влиянием мертвых времен различных узлов регистрирующей аппаратуры, а также с нелинейностью ИВИ.

Измеренные значения времени жизни тг+-мезона на различных мишенях и согласующиеся в пределах ошибок дают по суммарному спектру значение времени жизни 7г+-мезона

= 26,0361 ± 0,0052 не, х2 = 0,97 С.Ь. = 0,60. Точность измерения почти на порядок превосходит точность предыдущих работ, и полученное значение является определяющим в мировых данных.

Значения времени жизни -К""1"-мезона, измеренные для медной и урановой мишеней, отличающиеся друг от друга на две стандартные ошибки, дают средневзвешенное значение этих величин: тк+ = 12,415 ± 0,024 не,

которое подтверждает значение времени жизни А"+-мезона, ранее измеренное методом остановок.

Достигнутая в работе относительная точность измерений времени жизни тг+-мезона (6т„ = 2 ■ Ю-4) и ,ЙГ+-мезона (5тк = 2 • Ю-3) определяется, в основном, накопленной статистикой. Разработанный метод может быть применен на сильноточных циклических ускорителях (ме-зонные фабрики) для измерения времени жизни 7Г+-мезона. Однако энергия протонных пучков (Тр ~ 600 МэВ) ускорителей такого типа существенно ниже порога рождения .К"+-мезона. В этой связи следует отметить уникальность синхроциклотрона ПИЯФ, имеющего, во-первых, период повторения протонных микробанчей То = 75 не, что соответствует трем временам жизни 7г-мезона, в промежутках между которыми количество протонов подавлено до уровня 10~в, и, во-вторых, энергии протонного пучка (Тр 1 ГэВ) достаточно для подпорогового рождения /¿'"'"-мезона.

Развитая в этой работе методика привела к улучшению на один порядок точности измерения времени жизни тг+-мезона. Табличное значение времени жизни 7г+-мезона, приводимое Particle Data Group, основано на результатах именно этой работы в совокупности с результатом1, полученным на мезонной фабрике TRIUMF на основе нашей методики. Измеренное в данной работе время жизни К+-мезона, также входит в группу самых точных измерений, определяющих табличное значение, цитируемое Particle Data Group2.

Разработанный математический и аппаратный алгоритм подавления статистических искажений временных распределений с успехом применяется в исследованиях вещества pSR-методом на синхроциклотроне ПИЯФ.

Развитая в работе методика выделения -К'+-мезонов путем регистрации задержанных мюонов успешно применяется на спектрометре ANKE ускорителя COSY в экспериментах по исследованию реакций с образованием каонов.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

1. В.А. Волченков, В.А. Гордеев, ..., С-М. Микиртычьянц и др. Пи-мезонный канал малых энергий на синхроциклотроне ЛИЯФ (канал 7г - 2). Препринт ЛИЯФ-612, Л., 1980, 27 с.

!Т Numao, J. А. Macdonald, G. М. Marshall et al. Phys. Rev. D 52, pp. 4855-4859 (19<V>).

2Review of Particle Physics.Phys. Lett. В 592, (2004).

2. Н.К. Абросимов, В.А. Волченков, В.П. Коптев, ..., С.М. Микир-тычьянц и др. Измерение времени жизни 7г+-мезонов. Препринт ЛИЯФ-1073, Л., 1985, 50 с.

3. А.Л. Геталов, В.П. Коптев, С.М. Микиртычьянц и др. Установка для измерения времени жизни тг+-мезонов. Препринт ЛИЯФ-1405, Л., 1988, 30 с.

4. В.П. Коптев, С.М. Микиртычьянц, Г.В. Щербаков и др. Измерение времени жизни тг+- и Л"+-мезонов // Письма в ЖЭТФ 61, с. 865-868 (1995); JETP Lett. 61, pp. 877-882 (1995).

5. В.П. Коптев, С.М. Микиртычьянц, М.М. Нестеров и др. Подпоро-говое рождение К+-мезонов в протон-ядерных взаимодействиях // ЖЭТФ 94, с. 1-14 (1988); JETP 67, pp. 2177-2184 (1988).

6. S.G. Barsov, A.L. Getalov,..., S.M. Mikirtychiants et al. Investigation of superconductivity and magnetism in ceramic УВа^СизОв+х // Hyperfine Int. 63, pp. 161-168 (1990).

7. S.G. Barsov, A.L. Getalov, ..., S.M. Mikirtychiants et al. Anisotropy of magnetic properties of textured superconductor Bi2 Sr2 СаСиг Oe+z // Hyperfine Int. 63, pp. 87-92 (1990).

8. А.Л. Геталов, С.Г. Барсов, ..., С.М.Микиртычьянц и др. Изучение магнитных фазовых переходов в неупорядоченных магнетиках мюонным методом // Известия РАН, сер. физическая, 56, №7, с. 173-176 (1992).

9. С.Г. Барсов, А.Л. Геталов, ..., С.М.Микиртычьянц и др. Наблюдение линии Габея-Тулуза в упорядоченном сплаве Feo вМпо 4Pt3 // Письма в ЖЭТФ 60, с. 784-786 (1994).

10. S.G. Barsov, A.L. Getalov,..., S.M. Mikirtychiants et al. Stady of the CMR manganites Lao вгСао хвМпОз and Lao 8sSr0 15МПО3 by /J.SR method 11 Physica В 289-290, pp. 81-84 (2000).

11. S.G. Barsov, A.L. Getalov, ..., S.M. Mikirtychiants et al. Evidance for a new magnetic phase in polycrystalline Cui-^Mn^ alloy by /xSR // Physica В 289-290, pp. 221-224 (2000).

12. С.Г. Барсов, А.Л. Геталов, ..., С.М.Микиртычьянц и др. Изучение магнитных характеристик гомогенных медно-марганцевых сплавов. Препринт ПИЯФ-2631, Гатчина, 2005, 14 с.

13. S. Barsov, U. Bechstedt, ..., S. Mikirtytchiants et al. ANKE, a new facility for medium energy hadron physics at COSY-Julich // Nucl. Instr. Meth. A 462, pp. 364-381 (2001).

14. V. Koptev, M. Biischer, ..., S. Mikirtychiants et al. Forward -Reproduction in Subthreshold pA Collisions at 1.0 GeV // Phys. Rev. Lett. 87, 022301 (2001).

15. M. Biischer, H. Junghans,..., S. Mikirtytchiants et al. Identification of if+-Mesons from Subthreshold pA Collisions with ANKE at COSY-Julich // Nucl. Instr. Meth. A 481, pp. 378-396 (2002).

16. M. Nekipelov, M. Biischer, ..., S. Mikirtytchiants et al. Evidence of kaon nuclear and Coulomb potential effects on soft K+ production from nuclei // Phys. Lett. B 540, pp. 207-212 (2002).

17. V. Koptev, M. Nekipelov, ..., S. Mikirtytchiants et al. Observation of K+d correlations from pA collisions // Eur. Phys. J. A 17, pp. 235-240 (2003).

18- V.Kleber, M. Biischer,..., S. Mikirtytchiants et al. Oq (980)-resonance production in pp -¥ dK+K° reactions close to threshold // Phys. Rev. Lett. 91, 172304 (2003).

19. M. Biischer, V. Koptev, ..., S. Mikirtytchiants et al. Inclusive K+-meson production in proton-nucleus interactions // Eur. Phys. J. A 22, pp. 301-317 (2004).

Отпечатано в типографии ПИЯФ РАН

188300, Гатчина Ленинградской обл., Орлова роща Зак. 4, тир. 100, уч-изд. л. 1; 11.01.2006 г.

aoocft -U09

Введение

1 Новый метод измерений времени жизни 7Г+- и К+ -мезонов

2 Экспериментальная установка

2.1 Спектрометр.

2.2 Детекторы мюонов и фоновые частицы.

2.2.1 7г+-распад.

2.2.2 АГ+-распад.

2.3 Измерение временных распределений.

2.3.1 Аппаратурные искажения временных

• распределений.

2.3.2 Измеритель временных интервалов ИВИ.

2.3.3 Система сбора данных

2.3.4 Метрологический контроль ИВИ 3 Процедура измерения

3.1 7Г+-распад.

3.2 #+-распад.

4 Обработка данных

5 Результаты измерений

5.1 7г+-распад.

5.2 К+ распад.

Прогресс в физике элементарных частиц идет как за счет наблюдения новых частиц, так и за счет прецизионных измерений, позволяющих проверять теорию на уровне радиационных поправок. Общеизвестна роль прецизионной спектроскопии в открытии лэмбовского сдвига и аномального магнитного момента электрона, что сыграло фундаментальную роль в становлении квантовой электродинамики и квантовой теории поля вообще. В ведущихся сейчас сверхпрецизионных измерениях аномального магнитного момента мюона в Брукхэй-вене рекордная точность - не самоцель, а способ поиска новой физики вне Стандартной модели через вклад в аномальный момент посредством радиационных поправок [1]. Предмет настоящей диссертации - прецизионное измерение времени жизни положительно заряженных пиона и каона. Точность, достигнутая в нашем эксперименте, является рекордной для пиона и сравнима с достигнутой ранее для каона.

Мотивация

Пионы играют совершенно выделенную роль в сильных взаимодействиях. В основе теории сильных взаимодействий лежит квантовая хромодинамика (КХД) - теория цветных кварков, взаимодействующих с неабелевыми калибровочными векторными мезонами - глюонами. За исключением того, что глюо-ны тоже имеют цветовой заряд и взаимодействуют сами с собой, квантовая хромодинамика строится по образу и подобию квантовой электродинамики. Другое важное отличие от квантовой электродинамики состоит в том, что фундаментальные частицы КХД - кварки и глюоны в свободном состоянии не наблюдаются, экспериментальный спектр масс содержит только бесцветные кварк-антикварковые состояния - мезоны и трехкварковые состояния -барионы. Вопрос о чисто глюонных бесцветных состояниях, мезонах из двух кварк-антикварковых пар, гибридных состояниях, содержащих составляющие глюоны, или барионах из четырех кварков и антикварка остается открытым.

В пределе безмассовых кварков лагранжеан КХД не содержит переходов между кварками с правой и левой спиральностями. Эта точная киральная симметрия на кварк-глюонном уровне нарушается спонтанно1, что приводит на адронном уровне к безмассовым псевдоскалярным голдстоуновским мезонам -аналогам магнитных волн в магнетиках. Явное нарушение киральной симметрии малыми массами кварков генерирует небольшие массы и голдстоуновских частиц. Согласно современным представлениям, пионы с массой, которая аномально мала по сравнению с массами других адронов (т^/тп^ ~ 1/7), являются именно псевдоголдстоуновскими мезонами со спонтанно (и явно) нарушенной киральной симметрией первого поколения кварков и и d. Представление о спонтанном нарушении симметрии однозначно фиксирует вид взаимодействия пионов с пионами, нуклонами и другими адронами и блестяще описывает современные экспериментальные данные.

С другой стороны, в духе модели составляющих кварков, псевдоскалярный пион и векторный р-мезон являются оба б'-волновыми кварк-антикварковыми состояниями - партнерами по сверхтонкому взаимодействию. Глубокая связь между картиной составляющих кварков и динамическим механизмом нарушения киральной симметрии в квантовой хромодинамике показана в трудах теоретиков ЛИЯФ (ПИЯФ) Д.И. Дьяконова, В.Ю. Петрова и их соавторов [2].

Напомним хорошо известные факты из физики пионных взаимодействий [3]. В киральной теории сильных взаимодействий фундаментальным параметром является константа Д., связывающая пионное поле с аксиальным током. Согласно теореме Вайнберга, эта константа определяет длины рассеяния пионов. В соотношении Голдбергера-Треймана она также определяет аксиальную константу /3-распада нейтрона. Через аксиальную аномалию Белла-Джекива-Адлера эта же константа определяет ширину двухфотонного распада нейтрального пиона и ширину распада т-лептона на пион и т-нейтрино [4].

Фундаментальным процессом, в котором измеряется эта константа, является распад заряженного пиона 7Г ци. В ранних экспериментах главным стимулом к прецизионному измерению времени жизни заряженных пионов была проверка СРТ-теоремы, согласно которой времена жизни частицы и античастицы

1 Привычным примером является спонтанное нарушение вращательной симметрии при спонтанном намагничении ферромагнетиков при температурах ниже точки Кюри. должны совпадать. Интерес к такому сравнению был стимулирован открытием нарушения CP-инвариантности в распадах нейтральных каонов. В нулевом приближении, без радиационных поправок, ширина этого распада, практически полностью определяющего время жизни заряженного пиона, равна где Vud - элемент матрицы смешивания кварков Каббибо-Кобаяши-Маскавы, который определяется независимо сравнением времени жизни мюона и времени жизни ядер, распадающихся сверхразрешенным Ферми бета-распадом.

Многие приложения требуют извлечения /„■ уже с учетом радиационных поправок. Большой прогресс теории здесь достигнут благодаря работам Те-рентьева [5] и Марчиано и Сирлина [4]. Как подробно обсуждают Марчиано и Сирлин, знание радиационных поправок приниципиально для проверок предсказаний киральной теории возмущений.

Следует отметить, что радиационные поправки к ширине распада Г(7г —У fj,v) содержат модельную зависимость [4,5], и сегодня именно эта модельная зависимость, а не точность измерения времени жизни заряженного пиона, ограничивает точность извлечения Д. Модельная зависимость в значительной степени исчезает в отношении ширин распадов 7Г —у ей и 7г -у ць>. В Стандартной модели электрослабых взаимодействий подавленный по спиральности распад 7г —У ей всегда обсуждался с точки зрения жестких ограничений на отклонения от векторно-аксиалыюй картины слабых токов [6].Отношение ширин двух распадов измерялось на мезонных фабриках (TRIUMF [7], PSI [8]). Хотя в идеальном эксперименте отношение двух ширин может быть измерено независимо от времени жизни заряженного пиона, в экспериментах с остановившимися в мишени пионами при достигнутых точностях порядка 0,3 процента извлечение относительной ширины распада 7Г+ —> e+v становится чувствительным к времени жизни заряженного пиона, и для достижения в извлечении этого отношения точности теоретических предсказаний порядка 0,08 процента требуется знание времени жизни заряженного пиона с достигнутой нами точностью. В обзоре Браймана [9] и в работе [10] подробно обсуждены приложения таких измерений отношения ширин распадов, которые позволят проводить проверки фундаментальных выводов Стандартной модели:

Г(тг Н =-G2XJ2nmnml 11

1)

- мюон-электронной универсальности сравнением ширин распадов 7г —> ev и 7г —> fj,u,

- т-/х-универсальности сравнением ширин распадов тг —У ци и т —> 7гг/г,

- ограничения на возможные псевдоскалярное и тензорное взаимодействия,

- ограничения на вклад в амплитуду распада 7Г —Y ev за счет обмена скалярными (нижний предел на массу 1.3 ТэВ) и векторными (нижний предел на массу 220 ТэВ) лептокварками или заряженными хиггсовсими частицами (нижний предел на массу 2 ТэВ, все приведенные ограничения на массу отвечают максимальной константе связи).

Достигнутая нами точность в измерении времени жизни пиона такова, что сегодня определяющим фактором в отношении ширин 7Г —ей и 7Г —У /ли распадов все еще остаются другие экспериментальные неопределенности, но при достижении теоретического предела точности наше уточнение времени жизни пиона станет критически важным.

Примененная нами техника поверхностных мюонов использует пионы, остановившиеся в веществе мишени. Возникает законный вопрос о влиянии химических эффектов на время жизни пиона. В принципе, сравнение времен жизни в разных материалах возможно с точностью, заметно превышающей точность абсолютного измерения времени жизни. Общеизвестно, что времена жизни свободного и связанного в ядре нейтрона различаются, большая энергия связи делает нейтрон вообще стабильным. Времена жизни отрицательного и положительного пиона в веществе тоже отличаются, так как отрицательные пионы захватываются в мезоатомные состояния и после атомного каскада поглощаются ядром за счет сильного взаимодействия. Имеется обширная литература по возмущению скоростей ядерных распадов химической связью атомов, в которые эти ядра входят [11,12]. Например, распады ядер за счет захвата К-электронов с очевидностью чувствительны к модификациям плотности окружающих ядро электронов. Это же справедливо для внутренней конверсии. Нетривиальным примером влияния атомных электронов на свойства ядер является бета-распад 187Re: голое ядро 187Re вообще стабильно относительно бета-распада, и распад атомов рения возможен только постольку, поскольку полная энергия связи атомарных электронов осмии и рении отличается на 15 кэВ [13,14]. Еще одним примером является предсказанный Львом Абрамовичем Сливом эффект неполной перестройки электронного окружения ядра после предыдущего ядерного перехода, когда последующие ядерные переходы идут в условиях нестационарной, сильно искаженной атомарной структуры [15]. Сливом было предсказано испускание моноэнергетических позитронов, впоследствии подтвержденное на опыте [16,17].

В случае остановившихся в веществе положительных пионов и каонов эффекты среднего потенциала вещества на массу мезонов, возможно, и невелики. Эффект, который может быть численно заметным, обсуждался недавно в литературе Сривастава и Вайдомом [18] для распадов остановившихся мюонов - это модификация радиационных поправок веществом. Эффекты поляризации среды меняют пропагатор фотона, который входит в вычисление радиационных поправок. Кроме того, если в отсутствие вещества конечный электрон может излучать только тормозным образом, то в веществе возможно и черенковское излучение. Согласно этой работе, в металлах эффект мал, но в диэлектриках он может быть порядка одной десятой процента. К сожалению, такие же оценки для пионов и каонов в литературе отсутствуют. Тем не менее в защищаемой работе была предпринята попытка наблюдения влияния среды на время жизни 7г+-мезона. Однако измерения, проведенные для диэлектрика (SiCb) и проводников (С и Си), дали при относительной точности ~ 4- Ю-4 одинаковые значения тп+.

Измерение времени жизни /Г+-мезона также представляется актуальным, поскольку наблюдается отличие в три стандартных ошибки в усредненных значениях величины тк, измеренных различными методами (на лету и в остановках). Новые измерения времени жизни /('"'"-мезона, возможно, помогут выяснить причину этого различия.

Цель работы

Как следует из вышеизложенного, новые прецизионные измерения времени жизни положительно заряженного пиона будут важным звеном в определении фундаментального параметра КХД: константы связывающей пионное поле с аксиальным током. Проведение эксперимента по измерению времени жизни 7г+-мезона с точностью, превышающей почти на порядок всю раннюю совокупность мировых данных, было основной целью представляемой работы. Помимо этого, дальнейшее развитие предложенного в этой работе нового метода измерения времени жизни 7Г+-мезона, основанного на технике поверхностных мюонов, было целью для измерения времени жизни К+-мезона с точностью на уровне мировых данных.

Защищаемые положения

1. Впервые применен новый метод измерения времени жизни 7Г+- и К+-мезонов, основанный на использовании периодичности микроструктуры пучка протонов, взаимодействующих с мишенью, и на детектировании положительно заряженных мюонов из распада 7г+- и К"+-мезонов, рожденных и остановившихся в этой мишени.

2. Разработан математический и аппаратный алгоритм подавления статистических искажений при измерении временных распределений периодического пуассоновского потока событий.

3. Создана экспериментальная установка, позволяющая проводить измерения времени жизни 7Г+- и Х+-мезонов с относительной систематической точностью 7,5 • Ю-5 и 5,5 ■ Ю-4, соответственно.

4. Разработан измеритель временных интервалов ИВИ с системами абсолютной временной калибровки и подавления статистических искажений, суммарный вклад которых в относительную ошибку результатов измерений Гя-+ и тк+ не превышает 3,5 ■ Ю-5.

5. Измеренные значения времени жизни 7г+-мезона на различных мишенях тп+ (С) = 26,0349 ± 0,0078 не, тж+ (Си) = 26,0329 ± 0,0076 не, r^+(Si02) = 26,0418 ± 0,0096 не, согласуются между собой в пределах ошибок и дают по суммарному спектру значение времени жизни 7Г+-мезона тп+ = 26,0361 ± 0,0052 не, х2 = 0,97, C.L. = 0,60; точность измерения почти на порядок превосходит точность предыдущих работ, и полученное значение является определяющим в мировых данных.

6. Значения времени жизни 2Т+-мезона, измеренные для медной и урановой мишеней

Си) = 12,368 ± 0,041 не (х2 = 1,06, C.L. = 0,66) и TAr+(U) = 12,451 ± 0,030 не (х2 = 1,07, C.L. = 0,63) , отличаются друг от друга на две стандартных ошибки и дают средневзвешенное значение: тк+ = 12,415 ± 0,024 не, которое подтверждает значение времени жизни .К"+-мезонов, измеренное ранее методом остановок.

Содержание работы

Основные результаты опубликованы в работах [29,31,32,35] и представлены на Всесоюзном семинаре «Программа экспериментальных исследований на мезонной фабрике ИЯИ АН СССР» в Звенигороде и на Международном симпозиуме по проблемам взаимодействия мюонов и пионов с веществом [33] в Дубне.

Развитая в этой работе методика привела к улучшению на один порядок точности измерения времени жизни 7Г+-мезона. Табличное значение времени жизни 7г+-мезона, приводимое Particle Data Group, основано на результатах именно этой работы в совокупности с результатом [41], полученным на мезон-ной фабрике TRIUMF на основе нашей методики. Измеренное в данной работе время жизни /С+-мезона также входит в группу самых точных измерений, определяющих табличное значение, цитируемое Particle Data Group [48].

Разработанный математический и аппаратный алгоритм подавления статистических искажений временных распределений с успехом применяется в исследованиях вещества /xSR-методом на синхроциклотроне ПИЯФ [49-55].

Развитая в работе методика выделения ЯТ+-мезонов путем регистрации задержанных мюонов успешно применяется на спектрометре ANKE ускорителя COSY в экспериментах по исследованию реакций с образованием каонов [56432].

Заключение

Целью представляемой работы было проведение эксперимента по прецизионному измерению времени жизни 7г+-мезона с точностью, превышающей почти на порядок точность, достигнутую в предыдущих экспериментах, вошедших в совокупность мировых данных.

Разработан и впервые применен новый метод измерения времени жизни 7г+- и К+-мезонов, основанный на использовании периодичности микроструктуры пучка протонов, взаимодействующих с мишеныо, и на детектировании отобранных спектрометром положительно заряженных мюонов из распада 7Г+-и Х+-мезонов, рожденных и остановившихся в этой мишени.

Разработан математический и аппаратный алгоритм подавления статистических искажений при измерении временных распределений периодического пуассоновского потока событий.

Создана экспериментальная установка, позволяющая проводить измерения времени жизни 7Г+- и й"+-мезонов с относительной систематической точностью 7,5 • 10~5 и 5,5 • Ю-4, соответственно.

Разработан измеритель временных интервалов ИВИ с системами абсолютной временной калибровки и подавления статистических искажений, вклад которых в относительную ошибку результатов измерений тж+ и тк+ не превышает 3,5 • 10"5.

Комплекс программного обеспечения, созданного для этой работы, позволяет вести непрерывный контроль непосредственно в ходе эксперимента метрологических параметров ИВИ, определяющих высокую точность измерений, а на этапе обработки накопленных временных спектров учитывать искажения, связанные с фоном, влиянием мертвых времен различных узлов регистрирующей аппаратуры, а также с нелинейностью ИВИ.

Измеренные значения времени жизни 7Г+-мезона, полученные на различных мишенях, тж+ (С) = 26,0349 ± 0,0078 не, Т7Г+(Си) = 26,0329 ± 0,0076 не, T^+(Si02) = 26,0418 ± 0,0096 не и согласующиеся в пределах ошибок, дают по суммарному спектру значение времени жизни 7г+-мезона тж+ = 26,0361 ± 0,0052 не, = 0,97, C.L. = 0,60; точность измерения почти на порядок превосходит точность предыдущих работ, и полученное значение является определяющим в мировых данных.

Время жизни 1£"+-мезона, измеренное для медной и урановой мишеней, тк+ (Си) = 12,368 ± 0,041 не (х2 = 1,06, C.L. = 0,66) и тк+(U) = 12,451 ± 0,030 не (Х2 = 1,07, C.L. = 0,63) , отличающиеся друг от друга на две стандартные ошибки дают средневзвешенное значение этих величин: тк+ = 12,415 ± 0,024 не, которое подтверждает значение времени жизни Я"+-мезона, ранее измеренное методом остановок.

Достигнутая в работе относительная точность измерений времени жизни 7г+-мезона (8тж = 2 • Ю-4) и К+-мезона (5тк = 2 ■ 103) определяется, в основном, накопленной статистикой. Разработанный метод может быть применен на сильноточных циклических ускорителях (мезонные фабрики) для измерения времени жизни 7г+-мезона. Однако энергия протонных пучков (Тр ~ 600 МэВ) ускорителей такого типа существенно ниже порога рождения 7Г+-мезона. В этой связи следует отметить уникальность синхроциклотрона ПИЯФ, имеющего, во-первых, период повторения протонных микробанчей То = 75 не, что соответствует трем временам жизни 7г-мезона, в промежутках между которыми количество протонов подавлено до уровня Ю-6, и, во-вторых, энергии протонного пучка (Тр = 1 ГэВ) достаточно для подпорогового рождения Я"+-мезона.

1. D.W. Hertzog, W.M. Morse. The Brookhaven muon anomalous magnetic moment experiment // Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 54 pp. 141-174 (2004).

2. D.I. Diakonov, V.Yu. Petrov, P.V. Pobylitsa. A Chiral theory of nucleons // Nucl. Phys. В 306 pp. 809-848 (1988).

3. S. Weinberg. Summing soft pions // Phys. Rev. 117 pp. 674-684 (1970). Т. Эриксои, В. Вайзе. Пионы и ядра (М.: Наука, 1991).

4. Т.П. Ченг, Л.Ф. Ли. Калибровочные теории в физике элементарных частиц (М.: Мир, 1987)

5. С. Адлер, Р. Дашен. Алгебра токов и их применение в физике частиц (М.: Мир, 1970)

6. W.J. Marciano and A. Sirlin. Radiative Corrections to Щ2 Decays // Phys. Rev. Lett. 71 pp. 3629-3632 (1993).

7. M.B. Теренеьев. Отношение Г(7г -» ev)/T{i: /ли) с учетом электромагнитных поправок и вклада сильного взаимодействия // Я.Ф. 18 с. 870-875 (1973).

8. Л.Б. Окунь. Физика элементарных частиц (М.: Наука, 1984).

9. D.I. Britton, S. Ahmad, D. A. Bryman et al. Measurement of the 7r+ —> e+i/ branching ratio // Phys. Rev. Lett. 68 pp. 3000-3003 (1992).

10. G. Czapek, A. Federspiel, A. Fluekiger et al. Branching ratio for the rare pion decay into positron and neutrino // Phys. Rev. Lett. 70 pp. 17-20 (1993).

11. D.A. Bryman. 7r -> ev decay: window on the generation puzzle // Comments Nucl. Part. Phys. 21 pp. 101-121 (1993).

12. D.I. Britton, S. Ahmad, D.A. Bryman et al. Measurement of the 7Г+ e + v branching ratio // Phys. Rev. D 49 pp. 28-39 (1994).

13. G.T. Emery. Perturbation of Nuclear Decay Rates // Ann. Rev. Nucl. Sci. 22 pp. 165-202 (1972).

14. S. DeBenedetti, F.D. Barros, G.R. Hoy. Chemical and Structurral Effects on Nuclear Radiations // Ann. Rev. Nucl. Sci. 16 pp. 31-88 (1966).

15. R.L. Brodzinski and D.C. Conway. Decay of Rhenium-187 // Phys. Rev. 138 pp. B1368-B1371 (1965).

16. E. Huster, H. Verbeek. ^-Spectrum of natural rhenium-187 // Z. Phys. 203 pp. 435-442 (1967).

17. JI.A. Слив. Аиализ явления образования монохроматических позитронов. // ЖЭТФ 25 с. 7-18 (1953).

18. C.F. Perdrisat, J.H. Brunner, H.J. Leisi. Positron spectra from the disintegrations of 205Bi and 206Bi // Helv. Phys. Acta 35 pp. 175-210 (1962).

19. R. Wiener, C. Chasman, P. Harihar and C.S. Wu. Monoenergetic Positron Line and Three New Gamma Transitions in 206Bi. // Phys. Rev. 130 pp. 1069-1077 (1963).

20. A. Widom, Y. Srivastava and J. Swain. Stopped Muon Decay Lifetime Shifts due to Condensed Matter, hep-ph/9907289 pp. 1-4 (1999).

21. D.S. Ayres, A.M. Cormack, A.J. Greenberg et al. Measurements of the Lifetimes of Positive and Negative Pions // Phys. Rev. D 3 pp. 1051-1063 (1971).

22. А.Ф. Дунайцев, Ю.Д. Прокошкин, E.A. Разуваев и др. Измерение среднего времени жизни 7г+-мезона осциллографическим методом // Я.Ф. 16 с. 524-534 (1972).

23. А.Е. Pifer, Т. Bowen and K.R. Kendal. A High Stopping Density Beam // Nucl. Instrum. Meth. 135 pp. 39-46 (1976).

24. Н.К. Абросимов, В.А. Волченков, В.А. Гордеев и др. Пучок низкоэнергетических /л+-мезонов с высокой плотностью остановок. Препринт ЛИЯФ-622, Л,. 1980, 37 с.

25. Н.К. Абросимов, В.А. Волченков, В.А. Гордеев и др. Мю-мезонный канал на синхроциклотроне ЛИЯФ. Препринт ЛИЯФ-461, Л,. 1979, 30 с.

26. В.А. Волченков, В.А. Гордеев,., С.М. Микиртычьянц и др. Пи-мезонный канал малых энергий на синхроциклотроне ЛИЯФ (канал 7г-2). Препринт ЛИЯФ-612, Л., 1980, 27 с.

27. В.А. Гордеев, А.Б. Гриднев, В.П. Коптев и др.Пи-мезонный канал синхроциклотрона ЛИЯФ. Препринт ЛИЯФ-86, Л., 1974, 24 с.

28. Н.К. Абросимов и др. ЭВМ-программа для расчета пучков первичных и вторичных частиц методом Монте-Карло ("Мезон"). Препринт ЛИЯФ-205, Л., 1975, 44 с.

29. В.И.Котов, В.И.Миллер. Фокусировка и разделение по массам частиц высоких энергий (М.: Атомиздат, 1969).

30. Е.Н. Матвеева, М.И. Медведев, О.Г. Рубина. Пластические сцинтиллято-ры с пентафенилом // ПТЭ 4 с. 227-228 (1965).

31. В.П. Коптев, С.М. Микиртычьянц, М.М. Нестеров и др. Подпороговое рождение К^-мезонов в протон-ядерных взаимодействиях. // ЖЭТФ 94 с.1-14 (1988); JETP 67 pp. 2177-2184 (1988).

32. М. Roos et al. (Particle Data Group). Review of particle properties // Phys. Lett. В 111 (1982).

33. Н.К. Абросимов, В.А. Волченков, В.П. Коптев, ., С.М. Микиртычьянц и др. Измерение времени жизни 7г+-мезонов. Препринт ЛИЯФ-1073, Л., 1985, 50 с.

34. А.Л. Геталов, В.П. Коптев, С.М. Микиртычьянц и др. Установка для измерения времени жизни 7г+-мезонов. Препринт ЛИЯФ-1405, Л., 1988, 30 с.

35. В.П. Коптев, С.П. Круглов,., С.М. Микиртычьянц и др. Измерение времени жизни 7Г+- и /Г+-мезонов методом поверхностных мюонов. Труды

36. Международного симпозиума по проблемам взаимодействия мюонов и пионов с веществом. ОИЯИ Д14-87-799, Дубна 1987 с. 447-450.

37. Н.К. Абросимов, В.П. Коптев. Статистические искажения при измерении формы временных распределений периодических пуассоновских потоков сигналов. Препринт ЛИЯФ-1119, JL, 1985, 50 с.

38. В.П. Коптев, С.М. Микиртычьянц, Г.В. Щербаков и др. Измерение времени жизни тг+- и К+-мезонов // Письма в ЖЭТФ 61 с. 865-868 (1995); JETP Lett. 61 pp. 877-882 (1995).

39. Н.К. Абросимов, В.А. Волченков, ., С.М. Микиртычьянц и др. Подпо-роговое рождение ^С+-мезонов при взаимодействии протонов с энергией

40. ГэВ с ядрами С,А1, Си, РЬ. Препринт ЛИЯФ-704, Л., 1981, 26 с.

41. КАМАК. Преобразователь время-код 161.07. ЛИЯФ, Л., (1980).

42. CERN 6000, Computer program library 2, D510, V106, Geneva (1979). A.E. Шевель, Л.Ф. Шевель. Использование механизма процедур операторов управления заданиями в ОС ЕС для обслуживания физических экспериментов. Препринт ЛИЯФ-913, Л., 1983, 35 с.

43. М. Eckhause, R.J. Harris, Jr.W.B. Shuler et al. A new measurement of the lifetime of the positive pion // Phys. Lett. 19 pp. 348-350 1965.

44. M. E. Nordberg, Jr.F. Lobkowicz and R. L. Burman. Remeasurement of the 7Г+ lifetime // Phys. Lett. В 24 pp. 594-596 (1967).

45. T. Numao, J.A. Macdonald, G.M. Marshall et al. New 7г+ lifetime measurement // Phys. Rev. D 52 pp. 4855-4859 (1995).

46. D.A. Bryman, M. Fujiwara, T. Numao et al. Pion lifetime meashurement. Proposal TIUMF-703 (1993).

47. L. Montanet et al. (Particle Data Group). Review of particle properties // Phys. Rev. D 50 p. 1446 p. 1523 (1994).

48. V.L. Fitch, C.A. Quaries and H.C. Wilkins. Study of K± Decay Probability

49. Phys. Rev. 140 pp. B1088-B1091 (1965).

50. W.T. Ford, A. Lemonick, U. Nauenberg, and P.A. Piroue. Comparison of the K+ and K~ Decay Rates into the tau and КЦ2 modes // Phys. Rev. Let. 18 pp. 1214-1218 (1967).

51. R. J. Ott and T.W. Pritchard. Precise Measurement of the K+ Lifetime // Phys. Rev. D 3 pp. 52-56 (1971).

52. F. Lobkowicz, A.C. Melissinos, Y. Nagashima et al. Precise Measurement of the K+/K- Lifetime Ratio // Phys. Rev. 185 pp. 1676-1687 (1969).

53. S. Eidelman, K.G. Hayes, K.A. Olive et al. (Prticle Data Group). Review of Particle Physics // Phys. Lett. В 592 (2004).

54. Онлайн версия Prticle Data Group http://pdg.lbl.gov (2005).

55. S.G. Barsov, A.L. Getalov, ., S.M. Mikirtychiants et al. Investigation of superconductivity and magnetism in ceramic УВагСизОб+я // Hyperfine Int. 63 pp. 161-168 (1990).

56. S.G. Barsov, A.L. Getalov, ., S.M. Mikirtychiants et al. Anisotropy of magnetic properties of textured superconductor Bi2Sr2CaCu206+i // Hyperfine Int. 63 pp. 87-92 (1990).

57. A.JI. Геталов, С.Г. Барсов, ., С.М. Микиртычьянц и др. Изучение магнитных фазовых переходов в неупорядоченных магнетиках мюонным методом // Известия РАН, сер. физическая, 56, №7 с. 173-176 (1992).

58. С.Г. Барсов, А.Л. Геталов, ., С.М. Микиртычьянц и др. Наблюдение линии Габея-Тулуза в упорядоченном сплаве Feo.6Mno.4Pt3 // Письма в ЖЭТФ 60 стр. 784-786 (1994).

59. S.G. Barsov, A.L. Getalov, ., S.M. Mikirtychiants et al. Stady of the CMR manganites Lao^Cao.isMnOa and La0.85Sr0.i5MnO3 by /zSR method // Physica В 289-290 pp. 81-84 (2000).

60. S.G. Barsov, A.L. Getalov, ., S.M. Mikirtychiants et al. Evidance for a new magnetic phase in polycrystalline Cui-aMor alloy by /xSR // Physica В 289290 pp. 221-224 (2000).

61. С.Г. Барсов, A.J1. Геталов, ., С.М. Микиртычьянц и др. Изучение магнитных характеристик гомогенных медно-марганцевых сплавов. Препринт ПИЯФ-2631, Гатчина, 2005, 14 с.

62. S. Barsov, U. Bechstedt,., S. Mikirtychiants et al. ANKE, a new facility for medium energy hadron physics at COSY-Jiilich // Nucl. Instr. Meth. A 462 pp. 364-381 (2001).

63. V. Koptev, M. Biischer, ., S. Mikirtychiants et al. Forward K+-Production in Subthreshold pA Collisions at 1.0 GeV // Phys. Rev. Lett. 87 022301 (2001).

64. M. Biischer, H. Junghans, ., S. Mikirtychiants et al. Identification of K+-Mesons from Subthreshold pA Collisions with ANKE at COSY-Julich // Nucl. Instr. Meth. A 481 pp. 378-396 (2002).

65. M. Nekipelov, M. Biischer, ., S. Mikirtychiants et al. Evidence of kaon nuclear and Coulomb potential effects on soft K+ production from nuclei 11 Phys. Lett. В 540 pp. 207-212 (2002).

66. V. Koptev, M. Nekipelov, ., S. Mikirtychiants et al. Observation of K+d correlations from pA collisions // Eur. Phys. J. A 17 pp. 235-240 (2003).

67. V. Kleber, M. Biischer, ., S. Mikirtychiants et al. aj(980)-resonance production in pp dK+K° reactions close to threshold // Phys. Rev. Lett. 91 172304 (2003).

68. M. Biischer, V. Koptev, ., S. Mikirtychiants et al. Inclusive K+-meson production in proton-nucleus interactions //Eur. Phys. J. A 22 pp. 301-317 (2004).