Сравнение механизмов образования адронов в -РР- и РР-соударениях при 32 ГэВ/с тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.23 ВАК РФ

Б Ой

ДЕК 13

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА. ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ

- М.В.ЛОМОНОСОВА

—^

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

На правах рукописи уда 539.17

КЛОЧКОВ МИХАИЛ АЛЕКСАНДРОВИЧ

СРАВНЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ ОБРАЗОВАВ 1ДРОНОВ В РР- И ЕР- СОУДАРЕНИЯХ ПРИ 32 ГзВ/С. (01.04,23 - физика высоких энергий)

Автореферат , „;

диссертации на соискание ученой с^т-лш кандидата физико-математических надж

МОСКВА 1994 Р.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В диссертации представлены результаты исследования характеристик отдельных эксклюзивных- каналов в рр — взаимодействии при импульсе 32 ГэВ/с, а также проведен сравнительный . анализ с аналогичными характеристиками рр-взаимодействия при такой же анергии. Эксперимент был хцюведен на ускорителе ИФВЭ с помощью пузырьковой камеры "Мирабель". Высокие; точностные характеристики пузырьковой камеры "Мирабель" позволили выделить большое количество эксклюзивных каналов как в рр - так и в рр - реакциях. Полная статистика эксперимента составляет ~ 80000 событий в рр -взаимодействии и ~ 250000 событий в рр - взаимодействии.

Актуальность темы, .г

Эксклюзивный подход играет важную роль в изучении адрон-адронных взаимодействий. Большинство эксклюзивных реакций выделялись при импульсах налетающей частицы существенно меньших 32.1 ГэВ/с. Это объясняется большими методическими трудностями, которые возникают при больших множественностях и импульсах вторичных частиц.

Для рр- и рр- взаимодействий при Рь=32 ГэВ/с получены данные о большом количестве эксклюзивных каналов. Сравнение характеристик идентичных г эксклюзивных каналов при разных налетающих частицах и при одинаковой энергии дает возможность исследовать различные механизмы образования вторичных частиц.

Делью настоящей диссертации является определение сечений и изучение общих характеристик эксклюзивных каналов протон-протонных взаимодействий, а также проведение сравнительного

рр- и рр- реакций таких как сечения каналов, спектры протонов и тс-мезонов, сечения рождения резонансом р°(770) и ^{1232).

В антипротон - протонных взазмодеиствиях впервые при импульсе 32 ГэВ/с определены элементы спиновой матрицы плотности для А"*4" (1232) изобары и элементы статистического тензора для рр *- Д^Д44" событий.

Подученный экспериментальный материал может быть полезен для проверки различных моделей адрон-адронных взаимодействий.

Структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Диссертация содержит 94 страниц с 30 рисунками и 13 таблицами. Списокцитирувмой литературы состоит из 52 наименований.

Результаты диссертационной работы докладывались на научных семинарах НИИЯФ МГУ, опубликованы в виде препринтов и статей в журнале "Ядерная физика".

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении цриведено описание структуры диссертации. Обсуждаются вопросы,- связанные с изучением адрон-адронных взаимодействий.

В первой главе диссертации приводятся некоторые характеристики пучка залетавдихчаствд,пузырьковойГ камеры и описываются основные этапы обработки фильмовой информации и их различие в рр - и рр -экспериментах. Рассматривается такаю методика выделения эксклюзивных рр - каналов, созданная на основе методики ^-экспериментам

Потери событий с медленным протоном составили ~ 32 %. Сравнение с данными рр-реакции показывает, что сечение упругого рассеяния (таблица I) и наклон дифференциального распределения (рисунок I) в рр- взаимодействиях меньше соответствующих характеристик в рр- реакции.

В третьей главе изучаются четырехчастичные рр *■ рр^гх" и рр рртЛГ реакции яри 32 ГэВ/с. Число событий эксклюзивной реакции рр *- ррЛГ составляет 5940 событий, а в реакции рр * рртЛс" - 1476 событий. Около 75 % событий в этих реакциях являются событиями одновершинной дифракционной диссоциации протона или антипротона. Выделение дифракционных событий проводится с помощью згв-анализа.

В данной главе определяется сечение дифракционной диссоциации для реакции рр * ррЛГ и изучается энергетическая зависимость сечения. ЕР5-анализ является одним из методов выделения дифракционных событий. Сечение одновершинной дифракционной диссоциации, отвечающее секторам !£Ъ-1 и 1Р5-3, составляет 0.92 ± 0.04 мбн для четырехчастичной реакции рр » РркУ". В реакции рр *• рртс+и;'" сечение дифракционной диссоциации равно 0.90 £ 0.02 мбн. Из полученных данных следует, что. сечения одновершинной дифракции, в рассматриваемых реакциях при 32 ГэВ/с совпадают в пределах ошибок.

Такаю сравниваются другие характеристики процессов дафракционной досоциации в'рр7- и рр - реакциях, ЯшЩуВКЯГ-свойства факторизации, дифференциальные сечения и угловые распределения. С помощью аппроксимации функцией Брейта -Вигнера определяются сечения д""' резонансов в четырехчастич-ных реакциях и определяются вклада резонансов в процессы

метричный. В данной главе, сравниваются распределения по продольным и поперечным импульсам иг - мезонов и протонов, образующихся в реакциях (I) и (2).

Распределения среднего поперечного импульса иг-мезонов в зависимости от продольного импульса в передав® полусферу изображены на рисунках За и 36. Анализ данных распределений показывает, - что в рр-взаимодействиях средние значения поперечных импульсов тс+-мезонов больше средних значений поперечных имрульсов я_-мезонов при малых Рх в с.ц.м. в переднюю полусферу, а в рр - взаимодействиях < Р1 > мезонов больше, чем < Р1 > тс+-мезойов. Это различие можно объяснить распадом А*"1" - резонансов.

Методом наименьших квадратов определяются сечения резонансов А4"4" (1232) и р°(770) и анализируются их энергетические зависимости.

В системе Готфрида - Джексона вычисляются диагональные элементы спиновой матрицы плотности для А"14" изобары в реакции рр рр2%+2%~. Из подученных элементов матрицы плотности видно, что А++(А++)-резонансы в реакции (I) образуются преимущественно в определённом спиновом состоянии с проекцией спина на ось начальной частицы 1/2.

В пятой главе расчитаны инклюзивные спектры А- и А-гипе-ронов с помощью модели кварк-глионных струн. Большинство моделей адронных взаимодействий., дают предсказания для импульсов начальных частиц свыше 100 ГэВ/с. Одна го таких моделей - модель кварк-глюонных струн. Это мультиперефери-ческая модель, основанная на 1/К^-разложенш амплитуда в КХД (Г^- число цветов) и модели цветных трубок. В данной модели

3. Сечение процессов одновершинной дифракционной диссоциации протона в реакции рр-*-ррт+«~ при Р^ = 32 ГэВ/с совпадает в пределах ошибок с сечением одновершинной дифракционной диссоциации протона(антипротона) в реакции рр—^ррх+тс—.

Сравнение распределений по эффективной массе дифракционной системы в рр-^рртЛс" и рр-*рртс+1с- реакциях свидетельствует о выполнении гипотезы факторизации.

Изучение зависимости наклона дифференциальных распределений до квадрату переданного четырехимцульса от массы дифракционной системы.показало, что при малых массах рожденной системы наклон дифракционного конуса почти такой же как и в упругой реакции. С ростом массы величина наклона быстро уменьшается и при массах больших 1.6 ГэВ/с2 равна ~6 ГэВ~г, что составляет половину наклона в дифференциальном сеченш упругого рассеяния. При этом ! в рр-*рри+1с~ реакции величина наклона несколько больше чем в реакции рр—"-ррЛГ. '

Определены сечения рождения ^(1232) резонансов в событиях рр-^рртЛс- и в событиях дифракционной диссоциации фотона, которые совпадают с соответствующими сечениями 5р-»рр!с+1с" реакции.

Таким образом различия механизмов образования дифрак-■ионных систем в реакциях рр-»рр1Е+тс~ и рр-^рртЛГ не вблвдается.

4. В ди|ференциальном распределении по квадрату передан-ого импульса для реакции рр-^А^д44" наблюдается изменение эклона при ^ -О.ГГаВ2. Из угловых характеристик следует, го в данной реакции может происходить обмен разными траекто-1ями Редае.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Боголюбский М.Ю., Бравина Л.В., Бумажнов В.А., Ермолов П.Ф. , Забродин Е.Е., Каршин А.Е., Клочков М.А., Кодолова 0.1., Котова А.И., Круглов H.A., Левицкий M.G., Лукина O.D., Минаенко A.A., Моисеев A.M., Проскуряков A.C., Сарычева Л.Ж., Чекулаев C.B. Характеристики эксклюзивных каналов в рр- взаимодейсивиях при 32 Гзв/с. - ЯФ. 1990. Т.52. В.S(12). С.1605.

2. Боголюбский М.Ю., Брамина Л.В., Забродин Е.Е., Клочков ___________М.А., Кодолова 0-.Л., , Круглов H.A., Левицкий. М.С..

Максимов В.В., Минаенко A.A., Моисеев A.M., Проскуряков A.C., Сарычева Л.Ж., Чекулаев C.B. Изучение парного рождения Д"Н"А++ резонансов в реакции рр » ppsfx" при импульсе 32 Гэв/с. - Препринт НИМФ МГУ 94

3. Боголюбский М.Ю., Бравша Л.В., Бумажнов В.А., Забродин Е.Е., Карпинская Н.П., Клочков М.А., Кодолова О.Л., Котова А.И., Круглов H.A., Левицкий М.С., Максимов В.В.,

------Минаешо -A.A.-, -Моисеев-As М^1*--йроокуряков—A-rG-.—,—Сарычева-

Л.И., Чекулаев C.B. Характеристики шестичастичных конечных состояний в рр- и рр- взаимодейсивиях при 32 Гзв/с. -ЯФ. 1993. Т.56. В.8. С.142.

. 4._Кайдалов А> Б... Клочков М.А., ..Сарычева Л.И. .. Смирнова. Л.Н.. Дифференциальные сечения роздения А- и А- гиперонов в рр-и рр - взаимодействиях при импульсах 12,. 32, 100.ГэВ/с в модели кварк-глюонных струн. - ЯФ.1989. Т.49. B.3.C.78I.

" . ""/■■■"'■•'....• ■ : РИС.1 . у•' :

Зависимость сечения упругого рассеяния рр-взаимодействия от квадрата переданного четырехимцульса, сплошная линия -аппроксимация рр-упругого взаимодействия, пунктирная линия -аппроксимация рр-упругого взаимодействия.

0.75

о \ гч п

1-н А,

а

V

0.65 -

0.55 -

и ш

0.45

0.35

0.25

0.75

1 2

Р, ГэВ/с

3

Рис.3

т £

оГ

V

0.65 -

0.55 г

0.45 -

0.35 -

0.25

0

Рх ГэВ/с

Зависимость среднего поперечного импульса от продольного импульса для % - (•)

и -мезонов (о) из реакций рр V рр2%+2%~ (а) и рр *- рр?дГ2тГ (б).