Рождение фи-мезонов нейтронами с энергией 30-70 ГэВ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1-91-153

КАПИШИН Михаил Николаевич

РОЖДЕНИЕ ф-МЕЗОНОВ НЕЙТРОНАМИ С ЭНЕРГИЕЙ 30-70 ГэВ

Специальность: 01.04.16 - физика атомного ядра

и элементарных частиц

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Дубна 1991

Работа выполнена в Лаборатории высоких энергий и Лаборатории сверхвысоких энергий Объединенного института ядерных исследований.

Научные руководители: доктор физико-математических наук

доктор физико-математических наук, профессор

КЕКЕЛИДЗЕ Владимир Дмитриевич

ЛИХАЧЕВ Михаил Федорович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

ГРАМЕНИЦКШ Игорь Михайлович

СОЛОМИН Анатолий Николаевич

Ведущее научно-исследовательское учреждение: Институт физики высоких энергий, Протвино, Московская область.

Защита диссертации состоится р " ЫЛОУЬЯ^ I"1 г°Да

в/(2._ час. на заседании специализированного совета

Д-047.01.02 при Лаборатории высоких энергий Объединенного института ядерных исследований, Дубна, Московская область, конференц-зал ЛВЭ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЛВЭ ОИЯИ.

Автореферат разослан '¿¿Г. апреля 1991 года.

Ученый секретарь у

Специализированного совета М.Ф.ЛИХАЧЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В рамках кварковой модели нарушенной SU(3) симметрии с реальным смешиванием октетного и синглетного состояний »-мезон является членом семейства векторных мезонов со скры-!ым ароматом и представляет собой систему 'из ss валентных :варков. Поэтому исследование свойств адронного рождения нмезонов важно для выяснения динамики образования и взаимо-.ействия странных кварков. Сравнение с соответсвующими харак-еристиками образования систем из более легких и более тяже-ых кварков позволяет выявить закономерности, определяемые роматом входящих в адрон кварков.

До настоящего времени анализировалось рождение ф-мезонов в учках , к~ и р(р), но систематические исследования на ольшой статистике были выполнены только в эксперименте CCMOR, проведенном на ускорителе SPS в CERN. Эти данные были олучены в ограниченной кинематической области регистрируемых -мезонов и ограниченном интервале энергий реакции. До насто-щего времени отсутствовали экспериментальные данные о рожде-ии ф-мезонов в нейтронном пучке. Значительный интерес пред-тавляет исследование таких аспектов адронного рождения -мезонов как влияние ядерных эффектов, справедливость прави-а Окубо-Цвейга-Иидзуки (ОВД), особенности парного рождения -мезонов.

Целью диссертационной работы является систематическое ^следование механизмов образования ф-мезонов в нейтрон-ротонных и нейтрон-ядерных взаимодействиях при энергии зйтронов 30-70 ГэВ.

Новизна, научная значимость и практическая ценность работы.

I. Впервые получены данные по широкому спектру характерного: образования ф-мезонов нейтронами: дифференциальным и полам инклюзивным сечениям, зависимости сечения от атомного

iMona аттпо—»rmnatTM тэтгттатпг ПТШ—narj-nomourxLiv ттпшюпплп тж ttqti—

, J-JJ. Wll-JfL^J WU^l |I||| Ipi лги.щТил 11^ициииии ILtU^J

эго рождения ф-мезонов.

2. Разработана новая методика идентификации заряженны: адронов с помощью системы двух пороговых газовых черенковски: счетчиков и на ее основе создан комплекс математических про грамм, широко используемый сотрудничеством БИС-2 при решени: различных физических задач.

3. Полученные в диссертации результаты используются пр планировании эксперимента "ЭКСЧАРМ" на серпуховско ускорителе.

Апробация работы и публикации.

Результаты, вошедшие в диссертацию, обсуждались на семина pax в Лаборатории высоких энергий Объединенного институт ядерных исследований, Институте физики высоких энерги (Берлин-Цойтен), Институте физики АН ЧС^Р (Прага), рабочи совещаниях сотрудничества БИС-2; были представлены на 25-Международной конференции по физике высоких энерги (Сингапур, 1990 г.)- Основные результаты диссертации опублн кованы в работах /1-7/.

Объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения списка цитированной литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной Teh исследования, дан краткий обзор экспериментальной ситуации выделены наиболее перспективные направления. Сформулирова! цель диссертации, обосновывается ее научная значимость практическая ценность. Приведена структура диссертации.

В первой главе проанализированы основные требоваши предъявляемые к эксперименту для решения поставленной задач]

- надежная идентификация заряженных частиц;

- высокое разрешение по эффективной массе вторичных части!

- высокая светимость эксперимента;

- достаточно высокая эффективность регистрации ф-мезонов.

Экспериментальные данные, лежащие в основе диссертаци

элучены с помощью спектрометра БИС-2, расположенного на ка-але нейтральных частиц (4Н) серпуховского ускорителя. Пучок знала 4Н формировался из нейтронов широкополосного энергети-зского спектра со средней энергией около 40 ГэВ при неболь-эй примеси малоэнергетичных К^-мезонов - 1,5%.

Схема основных элементов спектрометра БИС-2 показана на лс.1. Спектрометрический магнит тшта СП-40 имел эффективную пину по пучку 200 см и аппертуру 100x29 см. Поле магнита

изменяло поперечную составляющую импульса заряженных частиц на 0,63 ГэВ/с. Система из 13 двухкоординат-ных пропорциональных камер (ПК), расположенных до и после магнита, использовалась для регистрации траекторий заряженных частиц и для формиро-' I ' гвдмм вания запускающего

установку сигнала.

Рис.1 Схема спектрометра БИС-2. Для идентификации

заряженных частиц пользовались два многоканальных пороговых газовых черенков-:их счетчика (МПГЧС-1,2). Годоскоп сцинтилляционных счетчи-в (Г) применялся в системе запуска спектрометра. Поток йтронов контролировался нейтронным монитором (МН). В ка-стве мишеней использовались водород (0,05 ядерной длины) и и ядерных мишени: углерод, алюминий и медь (по 0,1 ядерной ины). Условия запуска спектрометра были благоприятны для гистрации событий с 4-мя или более вторичными заряженными стицами. Первичная экспериментальная информация, проанали-рованная в диссертационной работе, соответствует -9-Ю6 регистрированных взаимодействий нейтронов с водородной ми-нъю и по -4-10^ взаимодействий с каждой из ядерных мишеней.

Вторая глава посвящена исследованию характеристик систе идентификации заряженных частиц на основе МПГЧС-1,2, главнг задача которой - разделять с высокой эффективностью %/к/р широком интервале импульсов от 3 до 40 ГэВ. В качестве радиг торов использовался воздух (МПГЧС-1) и фреон-12 (МПГЧС-2 Характеристики МПГЧС-1,2 приведены в таблице I.

Таблица I

Счетчик Число каналов Газ Импульс порога , ГэВ/с

% к Р

МПГЧС-1 МПГЧС-2 7 воздух 14 фреон-12 6,0 3,1 21,2 10,8 40,3 20,5

Таким образом, система идентификации в идеальном случ позволяла в области импульсов 3-Ш ГэВ/с отделить К/р от %, области 11421 ГэВ/с - осуществить полное разделение г/к/ Этим импульсным интервалам соответствовала основная час вторичных заряженных частиц, регистрируемых спектрометр БИС-2. В области импульсов от 21 до 40 ГэВ/с возможно отдел ние р от тс/к.

В реальных экспериментальных событиях черенковский свет одной частицы распределялся между несколькими каналами сче чикое (в среднем 1,8 для МПГЧС-1 и 1,5 для МПГЧС-2), в то время происходило наложение света от нескольких частиц в с них и тех же каналах (для 30% частиц в МПГЧС-1 и 20% част для МПГЧС-2), а также фоновое срабатывание счетчиков от нег регистрированных частиц (15-25% для МПГЧС-1 и 10-15% ; МПГЧС-2). Поскольку МПГЧС-1 расположен между полюсами cnei рометрического магнита СП-40, анализ полученной с него инфс мации усложнен из-за искривления траекторий заряженных час в магнитном поле.

Была разработана методика анализа данных с МПГЧС, учиты] ющая приведенные выше, аспекты. В качестве входных дан использовались параметры траекторий частиц, их импулы отсчеты черенковских счетчиков, а также эффективности отде, ных каналов счетчиков и вероятности их фоновых срабатывай Эффективности счетчиков при регистрации частиц с импуль

выше порога составили в среднем 98% для каналов МПГЧС-1 и 99% цля каналов МПГЧС-2. В предложенном алгоритме идентификации 1ля заряженных частиц рассматриваются три гипотезы oö их лассе, соответствующие пиону, каону, протону или их анти-шстицам. В рамках каждой гипотезы вычисляется распределение геренковского СЕета между отдельными каналами счетчиков и из юпоставления с реальными конфигурациями сигналов в МПГЧС-1,2 шределяются относительные вероятности (статистические 'Беса") этих гипотез для каждой заряженной частицы.

Возможности системы идентифицировать %±, р/р были иссле-[ованы на распадах к°->ЛГ, Л->ртГ, Ä->pu+, которые были ¡ыделены независимо - по соответствующим спектрам эффективных iacc продуктов распада, а также из анализа распадов очарован-нх барионов A^K°pxV. Были получены следующие оптимальные ;ля дальнейшего анализа результаты: при выделении Л, Ä

о

он понижен соответственно на 40%, 30% и 90%. При этом было отеряно соответственно 3%, 5% и 25% исследуемых частиц. При рактически полном сохранении сигнала Л^ фон под пиком умень-ился в 2 раза. С помощью системы идентификации выделен также роцесс с участием заряженных каонов - распад узкого резонан-а ф(1020)—*-к+к~. Фон под пиком ф-мезона в спектре эффектив-ых масс к+к" удалось подавить в 40 раз при потере не более 0% сигнала. Возможности системы идентифицировать распады ф->к+к~ и Л*—►К°ртс+7Г показаны на рис.2а-2в.

1.105 1.115 1.125 0.99 1.02

u(pn') . Г»В/с* U(K'K") ,

1.05 Г»В/с'

, Г»ВД"

Рис.2 Спектры инвариантных масс а )ртс+, б)К+К~, в)К°рти+тГ без идентификации - (I) и с использованием идентификации продуктов распада - (2).

Таким образом, с использованием пред-

ттшочгтпРО с* ТГП/ТРТ*грмо

была достигнута высо-

кая эффективность идентификации ти/к/р в исследуемых на установке БИС-2 многочастичных событиях.

Глава 3 посвящена методике обработки экспериментально; информации и моделированию исследуемых процессов образовани. ф-мезонов. Приведена общая структура поэтапного анализа дан ных. На этапе геометрической реконструкции событий с помощь: программы PERUN восстанавливались траектории заряженных час тиц. На этапе статистического анализа 'с помощью программ BISMXC уточнялись их параметры, исключались траектории, гене рированные при реконструкции событий, осуществлялась иденти фикация заряженных частиц, выделялись "нейтральные вилки" V как пары разноименно заряженных частиц, траектории которы пересекались в области, расположенной за мишенью (распадно объеме), и восстанавливалась общая вершина взаимодействия области мишени.

Распады ф-»к+к~ искались в событиях с двумя заряженным частицами, исходящими из общей вершины и идентифицированным как кандидаты в К1. При выделении К1 исключались однозначн идентифицированные тс и р, а также неидентифицированные части цы, но не подавлялись примеси тс и р в импульсных интервалах где эти гипотезы неразличимы от каонной (соответственно 21-М ГэВ/с и З-i-II ГэВ/с). В качестве кандидатов в распады Л-*-рк~ K°-v¡c+iu~ принимались Vo с эффективной массой в пределах ±

? Р О

МэВ/с и ±10 МэВ/с от табличного значения масс Л и К , чэ соответствует 3-кратной величине разрешения по эффективнс массе для этих распадов. При выделении нейтрон-протоннь взаимодействий требовалось, чтобы поперечное отклонение ве] шины события от оси пучка не превышало 2,5 см (при радиус мишени 3 см). Таким образом исключались из анализа взаимоде! ствия на окружающих мишень конструкционных элементах. В дал] нейшем осуществлялся анализ характеристик исследуемых проце< сов с участием ф-мезонов. После каждого этапа обработки из формация переписывалась на магнитные ленты следующего уровна Сигналы ф-мезонов в нейтрон-протонных (рис.3) и нейтро] ядерных взаимодействиях (рис.4) были оценены путем аппрокс] мации узких пиков в спектрах эффективных масс к+к~ суперпоз]

ией резонансной функции Брейта-Вигнера с фиксированной таб-

р

ичной шириной 4,4 МэВ/с и распределения Гаусса, характери-.10з зующего экспериментальное раз-

[ ' ' ' решение спектрометра.

1.02

ЭФФЕКТИВНАЯ МАССА К 'К" , Гэ В/с1

ю.З Спектры эффективных юс к+к~ для всех событий

1.05 0.99 1 02 1 05

ЭФФЕКТИВНАЯ МАССА К*К"

ГэВ/с2

I водородной мишени и для [деленных пр-взаимодействий.

Количество выделенных ф-мезонов, фектиЕНой массе, полученное в тенями, приведены в таблице 2.

Таблица 2

Рис.4 Спектры эффективных масс К+К~ для событий на углеродной, алюминиевой и медной мишенях.

а также разрешение по экспозициях с разными

Мишень Н С А1 Си

о(ф), МэВ/с2 1,7+0,3 2,2±0,4 2,4+0,4 3,4±0,6

Статистика ф 2100±120 1190+80 1320±85 1220±85

Для определения эффективности регистрации инклюзивных мезонов, а также ассоциативно рожденных с ними странных стиц, осуществлялось моделирование указанных процессов с мощью программы ШЗШиь, которая позволяла разыгрывать кинетику исследуемого физического процесса и проводить частицы продукты взаимодействия - через магнит и детекторы спектро-гра БИС-2. В первом случае для правильного учета условий

запуска установки помимо ф-мезонов генерировались также да полнительные заряженные частицы е соответствии с множествен ностыо вторичных частиц в рр-взаимодействиях при близки энергиях. Импульсные спектры моделированных ф-мезонов и дс полнительных частиц подгонялись под экспериментальные спеет ры. Процессы ассоциативного образования ф-мезонов и страннь частиц, а также парного рождения ф-мезонов, разыгрывались соответствии с феноменологической ШГО-моделыо адрон-адронш взаимодействий при малых переданных импульсах. Моделированш частицы проводилсь через магнит и детекторы спектрометра учетом кулоновского рассеяния и возможности их распада. Прз нимались во внимание эффективность и фоновые срабатывай пропорциональных камер, эффективность восстановления исслед; емых событий программами геометрической реконструкции и ст. тистического анализа, а также эффективность системы запус: спектрометра. В эксперименте регистрировались ф-мезоны кинематической области, ограниченной по поперечным и продол ным импульсам: Рг<1 ГэВ/с и Рь>8 ГэВ/с. Нижний предел по ?ъ учетом энергетического спектра нейтронного пучка соответств вал переменной Фейнмана х^ОД. В данной кинематическ области эффективность регистрации ф-мезонов составила велич ну 2,8-10 с оцениваемой систематической погрешностью 2С Эффективности регистрации систем частиц фЛ, фк?, фк+, фк~,

Ь

составили соответственно 24%, 9%, 25%, 11% от эффективное регистрации инклюзивных ф-мезонов.

В главе 4 исследуются характеристики инклюзивного обрас вания ф-мезонов в нейтрон-протонных и нейтрон-ядерных взат действиях.

Для измерения импульсных спектров ф-мезонов получеш данные были разделены на 7 интервалов по поперечной cocтaвJ ющей (Ру,) и 10 интервалов по продольной составляющей (] импульса. Количество ф-мезонов в каждом интервале было оп] делено из анализа соответствующих распределений по эффект] ным массам к+к~. Полученные таким образом импульсные спек1 зарегистрированных ф-мезонов были скорректированы на сооты ствующие дифференциальные эффективности их регистрации.

)ис.5 и 6 приведены измеренные и восстановленные спектры ьмезонов по Р^ и Ръ для нейтрон-протонных взаимодействий.

" О ИЗМЕРЕННЫЙ СПЕКТР 7 " • ВОССТАНОВЛЕННЫЙ СПЕКТР 10-- - ' ЕХР(-3.02-Р; ) — Ш^-иОДЕЛЬ

ю21-

О. 0.2 0.4 0.6 0.8 1.

Рг2 , (ГэВ/с)!

8 12 16 20 24 28

PL , ГэВ/с

ис.5 Спектры ф-мезонов -,2

по р;

т*

Рис.6 Инвариантные спектры ф-мезонов по Рт.

Аппроксимация р|-спектра функцией ехр(-в-р£) дает значение оказателя В=3,02±0,55 (ГэВ/с)-2, что соответствует

Инвариантный спектр

начению <РТ>=0,51±0,05 ГэВ/с

среднему по про-

ольному импульсу хорошо описывается степенной зависимостью 1-1^1 )м с показателем N=4,28+0,42. Феноменологические моде-и адрон-адронных взаимодействий с малыми передачами импуль-ов ШЖ) и РИ1ТЮР достаточно хорошо описывают спектр по про-эльным импульсам ф-мезонов, но предсказывают более крутой эклон Р^-спектра.

Сравнение полученных результатов с данными экспериментов, роведенных в протонных пучках различных энергий показывает, го параметры наклона Р^-спектров в нуклон-нуклонных взаимо-зйствиях согласуются с величиной в«*3 (ГэВ/с)~2 независимо от зергии частицы пучка и укладываются в общую тенденцию роста задних поперечных импульсов с увеличением массы образованно-э адрона. Показатели наклона Хр- спектров соответствуют зна-зниям N=4-5-5 в кинематической области ^>0,1*0,15 и показыва-г доминирующую роль процессов центрального рождения -мезонов нуклонами. Приведенные величины не противоречат

также предсказаниям правил кваркового счета для области фраг ментации (N=5).

Инклюзивное сечение образования ф-мезонов в нейтрон протонных взаимодействиях было вычислено исходя из количеств зарегистрированных ф-мезонов, светимости эксперимента, эффеи тивности регистрации и парциальной вероятности распад ф-»К+К~.

матической области регистрации ф-мезонов в эксперименте: ± , ГэВ/с и Рт<1 ГэВ/с

шю

В результате был^ получена величина 53+9 мкб в кине

Для оценки возможных систематических ошу бок сечение образования ф-мезонов было определено независимь методом - путем нормировки на сечение образоЕаю Л-гиперонов. Результаты обоих методов согласуются в предел? 30%, что служит оценкой суммарной систематической погрешнос ти. Экстраполяция сечения в полную кинематическую облает (-1<хр<1) была проведена в предположении, что полученнг аппроксимация импульсных спектров действительна и вне кинемг

тической области регистращ ф-мезонов. Результат экстрапол* ции: о(<(н-Х)= 220+40+70 мкб, Г) первая из ошибок является стати< тической, а вторая - системам ческой. Этот результат согласуе' ся с данными экспериментов, пр< веденных на протонных пучках смежных областях энергий (рис.7 Из сравнения экспериментальн данных с предсказаниями феномен« логических моделей, также прив« денными на рис.7, видно, ч1 ЪШШ-модель не описывает энерг< тическую зависимость сечен вблизи порога реакции, тогда к для РМТТОР-модели наблюдает лучшее согласие с экспериментом Из анализа нейтрон-ядерных взаимодействий определе зависимость сечения образования ф-мезонов от атомного номе

£ О рр , 24 ГэВ/с , В1оЬе1 е1 а1. Г р ■ рВе. 70 ГэВ/с . АпКрОУ е1 а|.

Т рВе. 150 ГэВ/с, Алдегзоп вt а|. □ рр . </э=52 ГэВ, Ощагй е( а(. О рр . 93 ГэВ/с . АССМ01? Л рВе, 100 ГэВ/с, АССМОЛ А рВе. 120 ГэВ/с, АССМОЙ • рВе, 200 ГэВ/с, АССМОК + пр . 30-70 ГэВ/с, ВИС-2

— Рятог-кЮАЕль

- - ШМО-МОДЕЛЬ

Рис.7 Инклюзивное сечение образования ф-мезонов в нуклон-нуклонных реакциях.

ер мишени А. В результате анализа вычислены следующие отно-ния сечений образования ф-мезонов: о(А1)/о(С)= 1,91±0,21 и Си)/о(С)= 3,85±0,40 (систематические погрешности полученных ношений не превышают 3%). Степенная параметризация вида А)=о0-Аа при значении показателя а=0,81±0,06 хорошо описы-ет зависимость сечения от величины А в кинематической об-сти регистрируемых в эксперименте ф-мезонов, характеризую-йся средними значениями <^>=0,28 и <РТ>=0,35 ГэВ/с. Не наружено существенной зависимости величины а от продольного поперечного импульсов ф-мезонов в пределах кинематической ласти их регистрации в эксперименте. В результате аппрокси-ции инвариантных спектров по продольному импульсу степенной нкцией (1 -1Хр |получены значения показателя N. равные 39+0,37 в пС-, 4,14±0,40 В пА1- и 4,43±0,41 В пСи- ВЗЭИМ0-йствиях, согласующиеся между собой в пределах ошибок мерений.

На рис.8 показана величина показателя а в зависимости от

среднего значения хр зарегистрированных ф-мезонов в экспериментах, проведенных в нейтронном и протонном пучках. Сплошной линией представлена параметризация параболической функцией значений а для процессов образования тс и К-мезонов на различных ядрах. Рисунок указывает на уменьшение а с ростом Хр как для ф-мезонов, так и для других частиц. Из сравнения сечения образования ф-мезонов на водороде с результатом экстраполяции сечения на ядрах к А=1 (а0) следует соотношение: о0>о(А=1).

Сопоставление результатов измерения а, полученных для сезонов, с соответствующими данными для тс,к-мезонов - с той стороны, и .т/Ф (а=0,94+0,96) - с другой, указывает на

□ р+Ве/Н . АССМОК

1.2 О р+То/Вв. АССМОЙ

О п+Си/А1/С . БИС—2

1.1 ■ — р+А—>7т,К+Х

. - -- ШТЮГ-МОДЕЛЬ 1

).9 ¥

ф 1

1.8 - \

).7

).6 -

1.5 - 1 1 1

0. 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 ХГ

з.8 Показатель а в зави-иости от среднего значе-а ^ зарегистрированных экспериментах ф-мезонов.

существенный рост величины а с увеличением массы КЕарко составляющих конечный адрон. Такую зависимость можно оСъя нить меньшим сечением взаимодействия с нуклонами ядра и бол шей длиной формирования адронов, состоящих из более тяжел кварков. Предсказание феноменологической РМТЮР-моде адрон-ядерных взаимодействий с малыми передачами импульс для А-зависимости сечения образования ф-мезонов (пунктиры линия на рис.8) противоречит экспериментальным данным д ф-мезонов и больше соответствует экспериментальным данным д ти и к-мезонов.

В главе 5 проанализировано ассоциативное образован ф-мезонов со странными частицами, а также парное рожден ф-мезонов.

Исследовалось совместное рождение ф-мезонов и нейтральн

странных частиц Лик, выделяемых по их распадам Л—»-рте а также К+ и К-, регистрируемых с помощью МПГЧ

0.8 0.7 0.6 0.5

I 04

| 0.3

х 0.2 л

I 0-' <

& 1.5 о

X 1

3

X 3.5 ш

I*

3 25

8 2. <

1.5 § 1. 0.5

к+к , ной массы к+к--

1,2. На рис.9 показаны доли событий, содержащих Л, Кд, К ,

и ассоциативно рожденную па в зависимости от эффекта пары. Во всех р£ пределениях в области эффективн массы к+к~-пары, близкой к мае ф-мезона, наблюдается обогащен странными частицами. Принимая внимание уровень фона под сиге лом ф-мезонов получены следукж доли ассоциативного образовав систем частиц: 2,2+0,3% для ^ 1,6+0,4% для фк°, 8,6+1,9% Д фК+, 3,2±0,7% для фк~, что сос ветствует статистике 144±19 с) 104+20 фК°, 570±120 фК+ и 210* фк" событий. Учет эффективное; регистрации данных процессов, также парциальных вероятной наблюдаемых распадов нейтральнь

1.02 1.05 0.99 1.02 1.05 ЭФФЕКТИВНАЯ МАССА К*К~ , ГэБ/с'

Рис.9 Доли событий с Л,к", + -

к ,к в зависимости от эффективной массы ассоциативной пары к+к~.

гранных частиц, позволил вычислить вклады исследуемых провесов в инклюзивное сечение образования ф-мезонов в кинема-лческой области их регистрации Рь>8 ГэВ/с (^>0,1) и Г<1 ГэВ/с: 20±4% для фЛ, 55±17% для <рК°/Л°33±П% для фК+, э±Ю% для фК~. Принимая во внимание двойной учет отдельных «склюзивных каналов в сумме указанных величин, вычислен *лад ОЦИ-разрешенных процессов, равный 67±12%. Эта величина эедставляет собой нижний предел вклада таких процессов, так эк недооценена доля реакций ассоциативного образования -мезонов с 21 и антигиперонами.

Таким образом, можно сделать вывод, что при образовании -мезонов нейтронами доминируют ОЦИ-разрешенные процессы сли-тя "морских" странных кварков. Указанная выше ЬШГО-модель з учитывает данный эффект и предсказывает вклад таких прокосов в соответствии с параметром подавления рождения юрских" странных кварков (<*25%). В ЕМТТОР-модели рас-латриваются только ОЦИ-разрешенные реакции образования -мезонов, что также не дает полного согласия с полученными сспериментальными данными, так как в модели предсказывается 5лый вклад ненаблюдаемых в эксперименте реакций.

Анализ двухмерного распределения по эффективным массам зух пар к+к~, образованных в одном событии (рис.10),

позволил выделить 21±8 событий парного рождения ф-мезонов над общим фоном событий с четырех-каонными состояниями. Нормируя на инклюзивное сечение образования ф-мезонов и учитывая эффективность регистрации фф-пар в кинематической области Рт<1 ГэВ/с, Р >8 ГэВ/с была получена величина сечения образования фф-пар в нейтрон-протонных взаимодействиях, равная 0,85+0,50 мкб. В результате экстраполяции в полную кинематическую область

ю о

10 21 17

14 44 23

12 15 16

0.99 1.01 1.03 1.05 М(К+К") , ГэВ/с2

:с.Ю Двухмерное распре-ление по эффективным мас-м ассоциативных к+к~-пар.

(-Кхр<1) по аналогии с анализом инклюзивного образован] ф-мезонов получена оценка сечения рождения фф-пар, равн; 15±9 мкб. Эта величина соответствует вкладу 7+4% процесс* рождения фф-пар в реакции инклюзивного образования ф-мезоно] С учетом полученной оценки вклада процессов совместного ро: дения ф-мезонов и к+к~-пар (10+20%) и данных по образован] пар ф-мезонов в каонном пучке следует, что наблюдаемое обр, зование фф-пар нейтронами не подавлено по отношению к ОЦ разрешенным реакциям.

В заключении сформулированы основные результа диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Впервые получены данные о характеристиках инклюзивно образования ф-мезонов в нейтрон-протонных взаимодействиях:

а) в кинематической области, ограниченной поперечным продольным импульсами рт<1 ГэВ/с, рь>8 ГэВ/с (перемени Фейнмана ^>0,1) измерено дифференциальное инвариантное сеч ние рождения ф-мезонов нейтронами 30-70 ГэВ. Оно хорошо оп сывается зависимостью е-а3а/<1р3 <с ехр(-в-р^)■ (1-|хр| )ы п значениях параметров в=3,02±0,55 (ГэВ/с)-2 и N=4,2810,4 Полученные результаты указывают на доминирующее центральн образование ф-мезонов в нейтрон-протонных взаимодействиях;

б) модельно-независимым образом измерено сечение образоЕ ния ф-мезонов нейтронами 30-70 ГэВ в кинематической облас Рт<1 ГэВ/с, Рь>8 ГэВ/с: о(ф^)=53±9 мкб;

в) модельным образом оценено инклюзивное сечение образоЕ ния ф-мезонов нейтронами 30-70 ГэВ (средняя энергия в СЦМ « ГэВ) в области -1<хр<1: а(ф^)=220±40±70 мкб. Получен* инклюзивное сечение хорошо согласуется с экспериментальнь данными по образованию ф-мезонов протонами в смежных облает энергий.

2. Впервые исследована зависимость сечения образоЕа! ф-мезонов в нейтрон-ядерных взаимодействиях от атомного ее ядер мишени А:

а) в экспериментально наблюдаемой кинематической области, I средних значениях <^>=0,28 и <РТ>=0,35 ГэВ/с, эта зави-лость хорошо описывается степенным законом о(А)=о0-Аа со эчением показателя а=0,81+0,06;

б) проведено сравнение полученного результата с характе-зтиками адронного рождения на ядрах тс, к и <1/Ф, из которого здует указание о большей "прозрачности" ядер (меньшем сече-I взаимодействия) для адронов, состоящих из более тяжелых зрков;

в) на основании анализа полученных данных и данных по об-юванию ф-мезонов в рА-ЕзаимодейстЕиях получено, что вели-ш параметра а, показателя степени А-зависимости сечения, :тет с уменьшением величины хр, характеризующей кинемати-:кую область регистрируемых ф-мезонов.

3. Впервые в нейтронном пучке измерены характеристики ¡оциативного образования ф-мезоноЕ с частицами, содержащими )анные кварки:

а) получена оценка вклада ОЦИ-разрешенного процесса [яния "морских" странных кварков в реакции инклюзивного шзования ф-мезонов в кинематической области Рт<1 ГэВ/с, •8 ГэВ/с (Хр>0,1). Измеренная доля сечения такого процесса: н-зз+Х)/о(ф+Х)= 0,67+0,12 указывает на его доминирующую 1Ь в реакциях образования ф-мезонов;

б) наблюдено парное образование ф-мезонов и измерено сече-| в кинематической области Рт<1 ГэВ/с, Рь>8 ГэВ/с: ф+Х)=0,85±0,50 мкб. Модельным образом получена оценка семя в кинематической области -Кхр<1: о(фф+Х)=15± 9 мкб, ■орая соответствует вкладу процессов рождения фф-пар в 1кции инклюзивного образования ф-мезонов, равному 17±0,04, и указывает на отсутствие заметного эффекта подав-ия рождения инклюзивных фф-пар нейтронами по отношению к '-разрешенным реакциям.

4. В результате проведенного анализа решены следующие ;ачи, имеющие методическое значение:

а) разработана и внедрена новая методика идентификации 'яженных адронов с помощью системы из двух многоканальных

пороговых газовых черенковских счетчиков, показана ее высо* эффективность при анализе наблюдаемых многочастичных собьт

0) создан комплекс математических программ, позволяю: применять разработанную методику идентификации заряжеш адронов на этапе статистического анализа эксперименталы информации. Реализованный программно алгоритм идентифика1 широко используется сотрудничеством по экспериментам установке БИС-2.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Алеев А.Н.,....Капишин М.Н. и др., Инклюзивное рожде: ф-мезонов в нейтрон-протонных взаимодействиях при 30-70 Г ОИЯИ, Д1-89-345, Дубна, 1989; Csech.J.Phys.,1990, v.В p.I2I6.

2. Алеев А.Н......Капишин М.Н. и др., А-зависимо

сечения рождения ф-мезонов в нейтрон-ядерных взаимодейств при 30-70 ГэВ; ОИЯИ, Д1-90-168, Дубна, 1990;

3. Aleev A.N.,....Kaplshln M.N. et al., ф-meson product in neutron-nucleus Interactions at 30-70 GeV; JI E1-90-316, Dubna, 1990.

4. Aleev A.N.,...,Kaplshln M.N. et al., Assocla production oi ф-mesons and strange particles and dou ф-meson production; PHE 91-02, Zeuthen, 1991.

5. Гуськов Б.Н.,....Капишин М.Н. и др., Многоканаль пороговый газовый черенковский счетчик, расположенный спектрометрическом магните установки БИС-2; ОИЯИ, 13-844: Дубна, 1984; ПТЭ, 1985, т.5, с.49.

6. Войчишин М.Н.,....Капишин М.Н. и др., Черенковс пороговый 14-канальный счетчик; ОИЯИ, 13-84-161, Дубна, Ii ПТЭ, 1985, т.З, с.71.

7. Гуськов Б.Н.,...,Капишин М.Н. и др., Идентификг заряженных адронов в спектрометре БИС-2; ОИЯИ, PI-86-i Дубна, 1986.

Рукопись поступила в издательский отдел 8 апреля 1У91 года.