Взаимодействие фотонов с ядрами в области больших переданных импульсов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

На правах рукописи

¿3 ягрбе

Кречетов Юрий Федорович

Взаимодействие фотонов с ядрами в области больших переданных импульсов

01.04.16 - физика атомного ядра / и элементарных частиц

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Томск 2002

Работа выполнена в НИИ ядерной физики при Томском политехническом университете.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

Ведущая организация: Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, г. Москва

Защита состоится "26" "декабря" 2002г. в 12 час. на заседании Диссертационного Совета Д 212.269.05 при Томском политехническом университете по адресу:

634050, Томск, а/а 25, пр. Ленина, 2а, НИИ ЯФ ТПУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТПУ Автореферат разослан "_3>_/_" "октября" 2002г.

Учёный секретарь

профессор Нурушев Сандибек Байте-мирович.

доктор физико-математических наук, профессор Дмитриев Владимир Федорович.

доктор физико-математических наук, профессор Чернов Иван Петрович.

диссертационного Совета

В.К. Кононов

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы.

Создание микроскопической теории ядра, несмотря на многолетние значительные усилия физиков, по-прежнему встречает серьезные трудности, связанные с построением нуклон-нуклонного потенциала и проблемой многих тел. Решение проблемы многочастичных взаимодействий ограничивается в настоящее время ядрами с атомным номером около восьми из-за недостаточной мощности современной вычислительной техники. Нуклон-нуклонные потенциалы, получаемые из данных по нуклон-нуклонному рассеянию, не определяются однозначно, в то же время различные фазовоэквивалентные потенциалы приводят к разным результатам при применении их к связанным нуклонам. Нет теоретических критериев для выбора из множества эквивалентных потенциалов "правильного". В первую очередь это относится к ключевой проблеме современной ядерной физики, а именно нуклон-нуклонным взаимодействиям на средних и малых расстояниях. Опубликовано большое количество теоретических и экспериментальных работ, в том числе и в последние годы, но прогресс в изучении нуклон-нуклонного взаимодействий, особенно на малых расстояниях, очень медленный. Появляются все более изощренные нуклон-нуклонные потенциалы, которые тем не менее плохо описывают совокупность экспериментальных данных при применении их к реальным ядрам и реакциям, особенно в области больших переданных импульсов. Существуют аргументы против традиционной концепции ядерных сил, обусловленных однобозонным обменом между нуклонами (см., например, В.И. Кукулин, Сборник трудов, посвященный памяти P.A. Эрамжя-на "Современные проблемы физики ядра и частиц", РАН, ИЯИ, М, (1999) 159). Приводятся аргументы, что без кварк-глюонных степеней свободы невозможно, по видимому, описать область малых меж-нуклонных расстояний. В этих условиях представляется важной дополнительная экспериментальная информация о структуре ядра, получаемая при изучении процессов взаимодействия частиц с атомными ядрами, которые служат "фильтром" для NN-потенциалов и моделей ядер.

В физике нуклон-нуклонного взаимодействия обычно разделяют три характерные области:

- Область больших расстояний (г > 2 Фм ~ 1.5 т~х). где доминирует однопионный обмен и количественное поведение нуклон-

нуклонного потенциала хорошо определено.

- Промежуточная область (0.8 Фм < г < 2 Фм), где динамические вклады от двухпионного обмена конкурируют или превосходят потенциал однопионного обмена.

- Внутренняя область (г < 0.8 Фм) обычно описывается феноменологическим путем, так как имеет сложную динамику, с трудом поддающуюся теоретическому анализу. Считается, что на взаимодействие в этой области сильно влияют тяжелые мезоны и/или кварк-глюонные степени свободы.

При изучении взаимодействия нуклонов на средних и малых относительных расстояниях наибольшее внимание уделяется двум задачам:

- роли ненуклонных степеней свободы в ядрах, в частности мезонных обменных токов (M ЕС) и изобарных конфигураций (1С);

- природе короткодействующих динамических корреляций в ядрах (SRC), которые обусловлены отталкивающей частью нуклон -нуклонного потенциала и, таким образом, связаны с высокоимпульсной: компонентой ядерной волновой функции.

Ввиду большого количества работ по изучению NN взаимодействий на средних и малых расстояниях в ядрах можно перечислить лишь ряд уже традиционных направлений исследований, которые начинались еще в 50-е годы с изучения захвата пионов ядрами и фотоэффекта при относительно высокой энергии фотонов:

- Формфакторы ядер при больших переданных импульсах;

- Квазиупругое рассеяние электронов и адронов ядрами;

- Скейлинговые функции из данных по инклюзивному рассеянию электронов;

- Низко и высокоэнергетические процессы рассеяния в 3N и 4N системах;

- Кумулятивные эффекты при взаимодействии частиц с ядрами.

При постановке экспериментов по изучению процессов нуклон-нуклонного взаимодействия на средних и малых расстояниях и анализе результатов возникают серьезные проблемы с разделением механизмов реакции, связанных с мезонными обменными токами, изобарами в ядрах, короткодействующими динамическими и тензорными корреляциями, а также взаимодействием частиц как в начальном, так и в конечном состояниях. Но в последнее время все чаще стали появляються теоретические работы, представляющие интерес для постановки экспериментов, которые будут уже более избирательны

к отдельным механизмам реакции. Здесь по-прежнему обсуждается и отдается предпочтение использованию в качестве пробных частиц фотона или электрона, но в постановке более сложных экспериментов. В частности, предлагается использовать реакции (у, NN) и (е, e'NN) на ядрах с фиксацией конечного ядерного состояния, поляризационные характеристики реакции А(е, е'р) или провести измерения сечения реакции (e,e'NN) в "нестандартной" кинематической области. С другой стороны, уже появилось значительное количество экспериментов, в том числе поляризационных, где изучаются (е,е'р)-реакции на легких ядрах до больших переданных импульсов (см. Proseedings of the ЦЛ and 15th International Conferences on PARTICLES AND NUCLEI - PANIC96, Williamsburg, Virginia, USA и PANIC99, Uppsala, Sweden). Недавние эксперименты, проведенные в Майнце (MAMI) и Амстердаме (NIKHEF), показалп, что реакция и'0(е, е'рр) по сравнению с реакциями (j,NN) п (е,е'рп) более предпочтительна для изучения короткодействующих динамических корреляций по сравнению с изобарными конфигурациями. Уже появились первые экспериментальные результаты при более высоких энергиях электронов в Jefferson Lab. (США) Jafferson Lab Hall A Collaboration: N. Liyanage et al, The reaction dynamecs of the I60(e, e'p) cross section at high missindg energies. LANL, nucl-ex/0009017, 2000. Проведены измерения сечения и функции отклика реакции 160(е, е'р) при больших потерях энергии. Расчеты сечения реакции с включением МЕС, 1С и SRC дают хорошее описание поведения экспериментального сечения, но объясняют только половину его величины. Планируется дальнейшее проведение "(е, е'р)-эксперпментов" в этой лаборатории.

Приведенный краткий обзор свидетельствует об актуальности дополнительных критических экспериментов в этом направлении. Фотон для этих целей является подходящей частицей по сравнению, например, с адронами. Он одинаково хорошо "видит" как периферию ядра, так и его более плотную центральную часть. Кроме того, в отличие от взаимодействия лептонов или адронов с ядрами, фотон в процессе взаимодействия с ядром поглощается, следовательно требуется регистрировать в конечном состоянии на одну частицу меньше (мы не рассматриваем здесь процессы комптоновского рассеяния).

Целью диссертационной работы является экпериментальное исследование эффектов нуклон-нуклонного взаимодействия в реакциях фотонов с ядрами. На пучках фотонов Томского синхротрона было проведено в этом направлении три типа экспериментов:

- Для изучения эффектов мезонных обменных токов измерена асимметрия фоторасщепления дейтрона линейно поляризованными фотонами ниже порога рождения пионов;

- Для изучения эффектов, приводящих к отклонению от одноча-стичной оболочечной модели ядра при фотообразовании пионов, были измерены выходы реакции (7,7г°р) на р-оболочечных ядрах до переданных импульсов порядка 600 МэВ/с в области резонанса А(1232). Во второй резонансной области измерено сечение реакции 12С(у,тг~р) в широком диапазоне кинематических переменных;

- Для получения информации об изобарных конфигурациях в ядрах измерено сечение реакции 12С(7, тт+р) в области резонанса Д(1232) при больших переданных импульсах.

Научная новизна результатов, приведённых в диссертации, определяется тем, что впервые:

1) Измерена асимметрия фотодезинтеграции дейтрона линейно поляризованными фотонами при в* = 60° в области энергии фотонов 100 - 140 МэВ;

2) Измерена зависимость выхода реакции (7,7Г°р) на ядрах в области Д-резонанса от полярного угла вылета протона. Обнаружено поведение выходов реакции в виде максимумов в области углов вылета протона в заднюю полусферу;

3) Измерена зависимость дифференциального сечения образования отрицательных пионов в реакции 12С(7, тг~р) в широком диапазоне кинематических переменных. В зависимости сечения реакции от полярного угла вылета протона в области углов задней полусферы также обнаружен максимум;

4) Предложено для изучения Д-изобарных конфигураций в ядрах использовать реакцию (7, тг+р), которая обладает рядом преимуществ по сравнению с другими реакциями. В области больших переданных импульсов измерено дифференциальное сечение этой реакции на ядре

12С;

5) Сделана оценка плотности вероятности найти в ядре 12С Д++-изобару с импульсом 300 МэВ/с.

6) Создана установка для измерения полных сечений фотообразования медленных тт"- и ^-мезонов с высокой эффективностью их регистрации на основе оригинальной методики;

7) Создан координатный черенковский спектрометр полного поглощения большой площади на основе анализа импульсов фотоумножителей, просматривающих радиатор спектрометра;

8) Показана возможность создания электромагнитных калориметров с высокой радиационной стойкостью на основе кристаллов вольф-рамата NaBг{WOц)2.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Результаты измерения асимметрии фоторасщепления дейтрона линейно поляризованными фотонами. Вывод о несостоятельности теоретических моделей, не учитывающих эффекты мезонных обменных токов и изобарных конфигураций на основе анализа совокупности экспериментальных данных ниже порога образования пионов при при в* < 90°.

2. Результаты исследования реакций (7,7т°р) и (7, тг~р) на р-оболочечных ядрах в широком диапазоне кинематических переменных. Обнаруженное поведение выходов реакций в впде максимумов в области углов вылета протона в заднюю полусферу невозможно объяснить в рамках модели квазисвободного фотообразования мезонов. Включение в рассмотрение обменного механизма реакции и изобарных конфигураций в основном состоянии ядер также не объясняет экспериментальные данные. Высказывается предположение, что обнаруженные в этих двух реакциях максимумы обусловлены общей причиной - структурой ядра на малых межнуклонных расстояниях в области короткодействующих динамических корреляций в ядрах.

3. Предложение использовать в области Д(1232) резонанса реакцию (7, тг+р) в ядрах с целью изучения Д-изобарных конфигураций. Экспериментальное исследование Д++-изобар в основном состоянии ядра 12 с помощью этой реакции. Оценки плотности вероятности найти в ядре 12С Д++-изобару с импульсом 300 МэВ/с и числа Д-изобар в этом ядре.

4. Создание установки для измерения полных сечений фотообразования медленных тг°- и //-мезонов.

5. Создание координатного черенковского спектрометра полного поглощения большой площади.

6. Возможность создания электромагнитных калориметров с высокой радиационной стойкостьюна основе кристаллов вольфрамата ИаВ^О^.

Обоснованность и достоверность полученных результатов подтвеждается:

1. Согласием величины асимметрии фоторащепления дейтрона линейно поляризованными фотонами с другими данными при близкой по величине энергии фотонов, а также высокой селективностью методи-

ки регистрации протона с нейтроном в совпадении к исследуемому процессу.

2. Хорошим согласием величины измеренного дифференциального сечения фотообразования тг°-мезонов на водороде с величинами сечения, измеренными другими группами на жидководородных мишенях. Удовлетворительное согласие экспериментальных результатов по фотообразованию пионов на ядрах при малых переданных импульсах с результатами расчета в рамках модели квазисвободного фотообразо-ванпя пионов.

3. Постоянным и периодическим контролем каналов экспериментальных установок. При измерениях выхода (7г+р)-пар в реакции 12С(7,7Г+р) применением оригинальной методики контроля стабильности работы протонного канала.

4. Детальным анализом поправок к выходам реакций, систематических экспериментальных и модельных погрешностей.

5. В экспериментах с применением магнитного спектрометра хорошим согласием результатов расчета его характеристик с результатами проведенных калибровок методом "токонесущей нити" и с помощью а-источников.

Практическая ценность и внедрение результатов исследований заключается в следующем:

1. Измеренные величины асимметрии фотодезинтеграции дейтрона линейно поляризованными фотонами при в* = 60° в области энергии фотонов 100 - 140 МэВ закрыли в экспериментальных данных одну из критических областей по отношению к эффектам мезонных обменных токов и изобарных конфигураций в дейтроне. Подтверждена важность вклада в амплитуду реакции мезонных степеней свободы.

2. Обнаруженное поведение выходов реакции (7, я°р) и (7,7Г~р) на ядрах в виде максимумов в области углов вылета протона в заднюю полусферу не объясняется в рамках модели квазисвободного фотообразования мезонов с учетом взаимодействия в конечном состоянии. Включение в рассмотрение обменного механизма реакции и изобарных конфигураций в основном состоянии ядер также не приводит к согласию с экпериментальными данными. Это служит стимулом как для дальнейшего теоретического анализа полученных данных, так и для новых экспериментальных исследований для получения дополнительной информации о структуре ядер на малых межнуклонвых расстояниях.

3. Предложение использовать реакцию (7,7г+р) с целью изучения

Д-изобарных конфигураций в ядрах уже реализуется на микротроне в Майнце в эксперименте с гелиевой мишенью.

4. Экспериментально полученная величина плотности вероятности найтп в ядре 12С Д++-изобару и оценка числа легчайших изобар в этом ядре служат базовыми характеристиками для проверки ядерных моделей с включением Д-изобарных конфигураций.

5. Магнитный анализатор заряженных частиц использован в четырех экспериментах. Один из них связан с измерением асимметрии фоторасщепления дейтрона линейно поляризованными фотонами при энергии фотонов меньше 100 МэВ, а остальные описаны в диссертации. В настоящее время с его помощью идет подготовка эксперимента по исследованию короткодействующих динамических корреляций в ядрах в реакции 12С(7, тГрр). Грант РФФИ N0. 02-02-17866.

6. На установке для регистрации двух 7-квантов от распада нейтрального мезона проведено три эксперимента:

- определены длины свободного пробега 7г°-мезонов в ядрах;

- определено сечение г/ — N взаимодействия;

- измерен выход реакции (7, тт°р) на легких ядрах.

С помощью спектрометров с этой установки в настоящее время ведется поиск новых типов радиоактивности при вынужденном делении урана нейтронами в ядерном реакторе (грант РФФИ N. 02-02-17803).

7. На установке с черенковскими спектрометрами большой площади для регистрации медленных 7г°- и ?/-мезонов измерены полные сечения фотообразования 7г°-мезонов на ряде р-оболочечных ядер вблизи порога реакции.

8. Модернизированные черепковские спектрометры большой площади можно использовать, по аналогии с установкой для регистрации двух 7-квантов от распада нейтрально!« мезона (п. 6), для регистрации 7г°- и ^-мезонов уже большей энергии. При этом обеспечивается удовлетворительное энергетическое и угловое разрешения установки, а эффективность регистрации мезонов увеличивается почти на два порядка. Способ определения координаты частицы в спектрометре имеет также самостоятельную методическую ценность.

9. Определена возможность создания электромагнитных калориметров на основе кристаллов вольфрамата МаВО^О^- Как черепковский радиатор этот кристалл способен заменить традиционные радиаторы из свинцового стекла без потерь в энергетическом и временном разрешениях, но с такими дополнительными качествами, как высокая радиационная стойкость, малая радиационная длина и малый радиус

Мольера при относительно низкой стоимости производства.

Апробация работы Основные результы работы докладывались и обсуждались на Всоюзной конференции по разработке и применению электронных ускорителей (Томск - 1975 г.); Всесоюзных совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (г. Ташкент - 1977 г., г. Алма-Ата - 1978 г., г.Ленинград - 1983, г. Алма-Ата - 1992 г.); Сессии совета по э/м взаимодействиям (г. Харьков - 1977 г.); Сессиях Отделения ядерной физики АН СССР (г. Москва, февраль - 1978 г., ноябрь - 1978 г., январь -1986, январь -1988); Всесоюзном семинаре "электромагнитные взаимодействия адронов в резонансной области энергий" (Г. Харьков - 1983 г., 1985 г., 1987 г.); Всесоюзном семинаре "Черенковские детекторы и их применение в науке и технике" (г. Москваь - 1984 г.); Научной конференции Отделения ядерной физики АН СССР по физике ядра (г. Москва - 1986 г.); Всесоюзной школе "Взаимодействие пионов и каонов с ядрами" (г. Тбилиси -1988 г.); International Workshop on Heavy Scintillators for Scientific and Industrial Applications Chamonix, Prance - 1992); Научной конференции Отделения ядерной физики РАН "Фундаментальные взаимодействия элементарных частиц" (г. Москва - 1998 г.); XV Intern, conference "Particles and Nuclei"- PANIC99 (Uppsala, Sweden - 1999); Intern, conference on Clustering Phenomena in Nucl. Pysics (St.Petersburg -2000); VII, VIII и IX Международных семинарах "Электромагнитные взаимодействия ядер при малых и средних энергиях" (г. Москва - 1988, 1991 и 2000 г.г.) и опубликованы в работах [1-29].

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 230 наименования. Общий объём составляет 174 страницы, включая 59 рисунков и 9 таблиц.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность исследований, формулируется цель работы и кратко излагается содержание диссертации.

В первой главе представлены методические работы по созданию, в основном, ливневых черенковских детекторов фотонов и электронов, а также детектора заряженных частиц на основе анализа частиц в магнитном поле. Частично эти работы были использованы для создания двух базовых экспериментальных установок для регистрации тх°-и 77-мезонов и одной базовой установки для регистрации заряженных частиц на основе магпита с сильной фокусировкой.

В разделе 1.1 приведены результаты исследования различных вариантов черенковских спектрометров полного поглощения (ЧСПП). По своим характеристикам выбранный вариант ЧСПП находится на уровне лучших аналогов, созданных в начале 70-х годов, имеет простую конструкцию и, как показало время, стабильность характеристик и надежность в эксплуатации. Предложен способ улучшения однородности фотокатода ФЭУ-49, который позволил увеличить коэффициент отбора ФЭУ с нужными характеристиками. На основе проведенных исследований создана установка для регистрации двух у-квантов от распада тг°- или т/-мезонов.

В разделе 1.2 описано создание по оригинальной методике на основе двух ЧСПП большой площади относительно простой установки, обладающей 10%-ной эффективностью регистрации медленных тг°- и //-мезонов в "47г геометрии". С помощью этой установки было измерены полные сечения фотообразования 7г°-мезонов на ядрах яВе, 12С и 160 в диапазоне 10 МэВ выше порога реакции.

В разделе 1.3 показано, что амплитудный анализ импульсов фотоумножителей, просматривающих гомогенный радиатор черенков-ского спектрометра полного поглощения, описанного в разделе 1.2, обеспечивает удовлетворительное координатное разрешение спектрометра даже при использовании фотоумножителей с большим диаметром фотокатода как ФЭУ-49. В результате сравнения работы трех алгоритмов восстановления координат (метода наименьших квадратов и двух вариантов в бейссовском подходе) было выяснено, что лучшее координатное разрешение получено в бейесовском подходе с использованием линейной статистической связи, позволяющем получить оценки координат, энергии частицы и ошибки измерения этих величин. Самосогласованное определение координат и энергии частицы с использованием априорной информации о форме аппаратурной линии и размерах радиатора обеспечило улучшение на 16% энергетического разрешения спектрометра по сравнению вариантом оценки энергии как суммы амплитуд фотоумножителей. Модернизированные черен-ковские спектрометры можно использовать, по аналогии с описанной в разделе 1.1 установки, для регистрации и »/-мезонов уже большей энергии. При этом обеспечивается удовлетворительное энергетическое и угловое разрешения установки, а эффективность регистрации мезонов увеличивается почти на два порядка.

В разделе 1.4 показана возможность создания электромагнитных калориметров на основе кристаллов вольфрамата ИаВЦ^УО^- Ис-

следование температурной зависимости световыхода кристалла показало, что при комнатных температурах он является черепковским радиатором, но при понижении температуры начинает проявлять люминесцентные свойства со сложной временной структурой. Создан макет калориметра на основе этих кристаллов из 9 элементов. Испытания макета на пучке электронов показали удовлетворительное энергетическое и хорошее координатное разрешения. Как черенковский радиатор кристалл NaBi(WOi)2 вполне способен заменить свинцовое стекло во многих экспериментах без потерь в энергетическом и временном разрешениях, но с такими дополнительными качествами, как высокая радиационная стойкость, малая радиационная длина, малый радиус Мольера при относительно низкой стоимости производства.

В разделе 1.5 описана завершающая стадия работ по созданию магнитного анализатора заряженных частиц с импульсами до 700 МэВ/с. Новая программа расчета характеристик анализатора, позволяющая учитывать все конкретные условия проводимых экспериментов, и проведенная с помощью а-источников калибровка позволили уточнить характеристики анализатора и более полно исследовать его возможности. Характеристики анализатора, полученные с помощью а-источников, показали хорошее согласие с результатами, полученными методом "токонесущей нити" и расчетом. Также изготовлена вакуумная камера и создана новая детектирующая аппаратура анализатора, включающая сцинтилляционные счетчики и годоскоп, который позволяет измерять импульс частицы с точностью около 1%.

Вторая глава посвящена описанию аппаратуры, процедуре и результатам измерения асимметрии фоторасщепления дейтрона линейно поляризованными фотонами в диапазоне 100 - 140 МэВ при в* = 60°. Проводится сравнение как полученных, так и совокупности экспериментальных результатов по асимметрии ниже порога рождения пионов при углах в* < 90°, с теоретическими предсказаниями с учетом и без учета эффектов МЕС и 1С.

При подготовке экспериментов было известно, что для наиболее изученного ядра дейтерия дифференциальное сечение процесса фоторасщепления в области энергий ниже порога рождения пиона и, особенно, асимметрия процесса должны быть чувствительны к величине вкладов МЕС. Показано, что эффекты МЕС и 1С в величине асимметрии фоторасщепления дейтрона линейно поляризованными фотонами начинают проявляться при энергии фотонов большей 60 МэВ и быстро увеличиваются с ростом энергии вплоть до порога рождения

пиона (Arenhovel H. // Z.Phys. - 1981. - V.AS02. - P.25; Nucl. Phys. - 1982. - V.A34. - P.521; Nuovo Cim. - 1983 - V.76A. - P.256. Combi A., Mosconi В., Ricci P.// Phys. Rev. - 1982. - V.C26. - P.2358; Journ. of Phys. - 1984. - V.G10. - LU.)

Асимметрия процесса jd —* pn в области энергий фотонов ниже порога образования 7г-меэонов (40--140 МэВ) экспериментально исследовалась на Стенфордском линейном ускорителе (США), на Харьковском линейном ускорителе, накопителе "LADON" (Фраскатп, Италия) и на разрезном микротроне в Майнце. Однако в силу ряда экспериментальных трудностей область углов вылета протона 9* < 90° осталась практически не исследованной. Так на Харьковском ускорителе фоновые условия эксперимента при работе с одноплечевой установкой не позволяли продвинуться в область малых углов в*. Эксперименты итальянской группы были ограничены максимальным значением энергий фотонов j < 70 МэВ. Имеющийся набор экспериментальных данных не позволял сделать однозначные заключения о роли МЕС и 1С в дейтроне. Наибольшее число экспериментальных данных было получено для угла в* = 90°, из анализа которых следовал вывод о важной роли МЕС и 1С. С другой стороны, данные, полученные в Ст-энфорде для в* = 45°, напротив, свидетельствовали в пользу предсказаний стандартной модели Партовп (Part о vi F.// Ann. Phys. - 196J^. -V.27. - P. 79.). В этой модели эффект МЕС учтен лишь частично, так как в нее не включены явные вклады МЕС и 1С, обусловленные двухчастичными плотностями заряда и тока. Учитывая эти факторы, на Томском синхротроне была измерена асимметрия фоторасщепления дейтона линейно поляризованными фотонами с энергией в интервале Еу = 50 -г 100 МэВ для угла протона в системе центра масс (с.п.м.) 0* — 45°, 60° и 90°. Но при этом осталась неисследованной наиболее интересная, с точки зрения эффектов МЕС и 1С, область энергий фотонов от 100 МэВ до порога рождения пионов.

В экспериментах мы получили величину асимметрии измеряя величины выхода пр -совпадений Yj_ и Yj| соответственно при ориентации вектора поляризации пучка фотонов перпендикулярно и параллельно плоскости реакции:

где R = Y±/ Y|[-отношение выходов реакции, приведенных на один эквивалентный фотон энергии пучка, Р.®•^-эффективная: поляризация

пучка фотонов.

peff = S.ElP(E^dE7 (2)

¡AE^dE,

где I(Ej) - интенсивность пучка фотонов, ДЕ^ - диапазон усреднения по энергии фотонов, который составил 16 МэВ.

Линейно поляризованные фотоны получены методом когерентного тормозного излучения (КТИ) электронов с энергией 900 МэВ в монокристалле алмаза толщиной 10 мм. Пучок с расходимостью 6-Ю-4 рад формировался системой коллиматоров. Монокристалл алмаза имел грани перпендикулярно кристаллографическим осям < 100 >, < 011 > и < 011 >. Кристалл с помощью гониометра ориентировался в двух положениях таким образом, чтобы электронный пучок, в зависимости от средней энергии поляризованных фотонов, падал под углами 0.9-г2,9 мрад к кристаллографической плоскости (011) в одном положении и плоскости (011) - в другом. При этом величина угла 40 мрад) между направлением электронного пучка и осью кристалла < 100 > не менялась. Эти два положения кристаллической мишени позволили получить поляризованные когерентные пучки фотонов с взаимноперпендикулярными направлениями векторов поляризации и идентичными спектрами интенсивности. Параметры поляризованного пучка: спектр интенсивности, полная энергия и распределение поляризации были вычислены И.Е. Внуковым на основе теории КТИ с учетом многократного рассеяния и условий коллимации пучка по методике работы (Внуков И.Е. и др.// Изв. ВУЗов, Физика. - 1991. - Т.16. - С.21.). Величина поляризации в области энергии фотонов 50-Ы40 МэВ достигала 70% при 140 МэВ и 80% при 50 МэВ.

Пучок фотонов падал на мишень из дейтерированного полиэтилена толщиной 2 мм (или на углеродную мишень в случае измерения фона), стоящую под углом 30° к оси пучка и мониторировалсл Гаусс-квантометром. Экспериментальные установки включали два канала для регистрации протона и нейтрона в совпадении. Канал регистрации протонов включал магнитный анализатор заряженных частиц, описанный в разделе 1.5 первой главы. Канал регистрации нейтронов состоял из четырех сцнтилляционных счетчиков, регистрирующих нейтроны по протонам отдачи при рассеянии на водородосодержащем пластическом сцинтилляторе (каждый размерами 10 х 10 х 50cm3), и антисовпадательного сцитилляционного счетчика для отбора заряженных частиц. Перед ним располагался свинцовый конвертор для

подавления фотонов и полиэтиленовый поглотитель для уменьшения фона низкоэнергетических заряженных частиц. Порог регистрации нейтронными счетчиками заряженных частиц соответствовал потери энергии элетроном 0.4 МэВ. Регистрации протона и нейтрона в совпадении обеспечило высокую степень режекции фоновых реакций, космического излучения и позволило проводить измерения с мишенью нз дейтерированного полиэтилена. Циклы измерений с мишенью из дей-терированного полиэтилена чередовались с измерениями с углеродной мишенью. Фон случайных совпадений менялся в диапазоне 2.5-^10%, а фон от углеродной мишени в диапазоне 4-ь8% в зависимости от кинематики реакции. Систематическая ошибка измерений не превышает 10% и связана, в основном, с определением степени поляризации пучка.

На рис. 1 и 2 приведены результаты двух Томских экспериментов в сравнении данными по асимметрии, полученными другими группами и теоретическими предсказаниями в различных моделях при углах в* < 90". Из сравнения экспериментальных данных для угла в* — 90° видно, что результаты первого Томского эксперимента, в пределах ошибок, хорошо согласуются с данными из других работ. Для угла 9* = 45° видно явное противоречие данных Томска и данных Майнца результатам Стенфорда, которое будет обсуждаться ниже. Кривыми 1-4 представлена асимметрия, вычисленная в рамках подхода, сформулированного в работе (Rustgi M.L. at al.// Phys. Rev. - 1960. - V.120. - P. 1881.) и затем развитого в работах (Vyas R.. Chopra M., Rustgi M.L.// Phys. Rev. - 1982. - V.C25. - P. 1801.; Pandey L.N., Rustgi M.L.// Phys. Rev. - 1985. - V.C32. - Р.Щ2.; Rustgi M.L., Pandey L.N., Kassae A.// Phys. Rev. - 1986. - V.C33. - P.1823.) (в дальнейшем RZBA). Кривые 5, 6 и заштрихованные области соответствуют расчету асимметрии, выполненному в усовершенствованной модели Партови (Schmitt K.M., Arenhovel Н.// Few-Body Systems. - 1989. -V.l. - P.95.) с различными нуклон-нуклонными потенциалами. Кривые 7 и 8 расчитаны в диаграммном подходе (Levchook M.I.// Preprint of Inst, of Phys. BSSR Ac. of Sei. - N. 567/1990.) на основе модели Лаже. В расчетах были использованы следующие потенциалы: Парижский -кривые 1 и 3; потенциал Рейда с мягким кором (RSC) - кривая 5; потенциал с супермягким кором (SSC — В) - кривые 2, 4, б и Боннский потенциал - заштрихованные области.

Кривые 1, 2 демонстрируют асимметрию в модели RZBA для од-ночастичных плотностей заряда и тока без учета эффектов, обусло-

Е7, Мэа

Рис. 1: Энергетические зависимости асимметрии сечения реакции фоторасщепления дейтрона для 0* — 90". Точки: о - Томск (первый эксперимент), х - Харьков, • -Стенфорд, квадраты ий - Фраскати, V - Майнц. Описание теоретических кривых приведено в тексте.

Рис. 2: Энергетические зависимости асимметрии сечения реакции фоторасщепления дейтрона: а - в* = 45°, б - 0* = 60°. Точки: о - Томск, 0 - Томск (результаты настоящего эксперимента), • - Стенфорд, квадраты - Фраскати, V - Майнц. Описание теоретических кривых приведено в тексте.

вленных обменом мезонами и структурой нуклона, соответственно с Парижским и SSC-B потенциалами. Результаты расчетов по этой модели с учетом локальных и нелокальных одно- п двухчастичных плотностей заряда и тока, показана кривыми 3, 4, также с Парижским и SSC-B потенциалами. Кривые 5, 6 есть результат вычисления асимметрии в усовершенствованной модели Партови с дополнительным вкладом мезонных обменных токов и изобарных конфигураций, соответственно с RSC и SSC-B потенциалами. Кривые 7 и 8 есть результат вычисления асимметрии с использованием Парижского потенциала в диаграммном подходе, в котором амплитуда фоторасщепления дейтрона представляется в виде вклада от полюсных диаграмм и от диаграмм, учитывающих эффекты обмена мезонами и взаимодействия в конечном состоянии. Штриховая кривая 7 соответствует расчету асимметрии с полюсными диаграммами и учетом взаимодействия в конечном состоянии. Сплошная кривая 8 демонстрирует результат расчета с дополнительным вкладом M ЕС с учетом 1ж и 1/э-обменов. Заштрихованные области показывают результаты расчета с различными вариантами Боннского однобозонного потенциала с учетом МЕС и 1С: нерелятпвистский, релятивистский и время-зависимый.

Анализ данных показывает, что, несмотря на значительный разброс предсказаний различными моделями величины асимметрии, учет МЕС и 1С значительно улучшает согласие теоретических и экспериментальных результатов. Лучше всего экспериментальные данные описывают усовершенствованная модель Партови с RSC-потенциалом, в которой учтены вклады мезонных обменных токов и изобарных конфигураций (кривая 5), и модель RZBA с Парижским потенциалом, в которой эффекты, обусловленные обменом мезонами и структурой нуклона, учтены за счет локальных и нелокальных вкладов одно- и двухчастичных плотностей заряда и тока (кривая 3).

Также найдено, что во всех моделях асимметрия, найденная с использованием волновой функции дейтрона с большей примесью D-волны PD = 5,77% (Парижский и RSC-потенцпалы), лучше согласуется с экспериментальными данными, чем асимметрия, полученная с меньшей величиной Рр = 4,25% (SSC-B-потенциал). Этот вывод не совпадает с заключением, сделанном в работе ( Vyas R., Chopra M., Rustgi M.L.// Phys. Rev. - 1982. - V.C25. - P.1801.), согласно которому для угла 9* = 45° лучшее согласие асимметрии с экспериментом имеет место для SSC-B-потенциала. Однако заключение, сделанное в

этой работе, основано на экспериментальных данных Стенфорда для угла 9* — 45°, которые в перекрывающейся области энергий фотонов не подтверждаются экспериментальными данными Томска и Майнца.

В третьей главе представлены аппаратура, процедура и результаты измерения зависимости выхода реакции (7, ж°р) на ряде р-оболочечных ядер в области Д-резонанса от полярного угла вылета протона.

Одночастичная оболочечная модель составляет основу большинства подходов, используемых в исследованиях реакций на ядрах. Представление о ядре как о совокупности независимых нуклонов, движущихся в самосогласованном потенциале, подтверждается на высоком количественном уровне опытными данными, накопленными в ядерной спектроскопии, а также в ходе исследования большого числа ядерных реакций в области малых переданных импульсов. К настоящему времени можно считать установленными основные свойства реакции А(7, жЯ) в области промежуточных энергий фотонов при небольших импульсах остаточного ядра и больших импульсах, переданных нуклону. Получены убедительные доказательства квазисвободного механизма реакции в этой кинематической области, сведения о влиянии взаимодействия в конечном состоянии на величину сечения и поляризационные характеристики. С переходом в область больших переданных импульсов, где существенную роль начинают играть механизмы, обусловленные взаимодействием нуклонов на малых расстояниях, расчеты, выполненные в модели независимых частиц оказываются, как правило, несостоятельными.

Первая попытка выйти за рамки квазисвободного фотообразования предпринята нами еще в конце 70-х годов и описана в настоящей диссертации. Была измерена зависимость выхода реакции (7, тх°р) на пучке тормозного излучения при максимальной энергии фотонов 450 МэВ на ядрах 6Ы, 12С и

160

от полярного угла вылета протона. Для экспериментального изучения реакции фотообразования тг°-мезонов на ядрах была применена методика совпадения мезона с вылетевшей из ядра заряженной частицей. Регистрация частиц проводилась в компланарной геометрии. Для выделения 7г°-мезонов использовалась установка для регистрации двух 7-квантов от распада нейтралъннх мезонов, описание которой приведено в первой главе. Канал регистрации заряженных частиц включал сцинтилляционный счетчик, перед ним находился полиэтиленовый поглотитель, толщина которого вместе с эффективной толщиной мишени по отношению к счетчику определяли

порог регистрации протонов по энергии.

Часть результатов этого эксперимента для ядер иС и

16 Q

представлена на рис. 3 и 4. Видно, что в выходах реакций наблюдаются локальные максимумы в области углов задней полусферы. Эта область углов соответствует большим переданным остаточному ядру импульсам ( область вр > 90° соответствует импульсам больше 300 МэВ/с). Расчеты выхода реакции, проведенные в рамках модели квазисвободного фотообразования пионов (Läget J.M.// Nucí. Phys. - 1972. -V.A194- - Р.81.) с учетом взаимодействия в конечном состоянии, показаны точечными кривыми. Видно, что наблюдаемые локальные максимумы в области углов задней полусферы, не объясняется в рамках этой модели ни по величине выхода ни по форме распределения. Для ядра 12С, из за низкого порога регистрации протонов, в выход реакции возможен вклад обменного механизма реакции, когда рождение 7г°-мезонов происходит когерентно на остаточном ядре, а регистрируемый протон выступает в роли спектатора. Такой расчет был сделан И.В. Главанаковым (ЯФ. - 1989. - Т.42. - С.91.). Результат для суммы квазисвободного и обменного механизмов фотообразования пионов приведен пунктирной кривой. Еще одним возможным объяснением локальных максимумов может быть вклад А изобарных ядерных конфигураций. Расчет вклада процесса 7Д+ —► тг°р (изобарный механизм) в выход реакции был сделан А.И. Фиксом из расчета 3%-го вклада А изобарных конфигураций в основное состояние ядер 12С и 16О. Результат для суммы квазисвободного, обменного и изобарного механизмов фотообразования пионов для ядра 12С приведен на рпс.З сплошной кривой. На рис.4 для ядра и'() штрих-пунктирной кривой вклад процесса 7Д+ —» п°р показан отдельно и сплошной кривой показана суммы квазисвободного и изобарного механизмов реакции. Видно, что этими механизмами можно объяснить не более 10% величины выхода реакции под задними углами, а поведение зависимостей не воспроизводит при этом форму в виде максимума.

В этом направлении проведен еще один эксперимент. Его описание и результаты представлены в четвертой главе. Измерено дифференциальное сечение фотообразования отрицательных пионов на ядре 12С с вылетом протонов во второй резонансной области в широком диапазоне кинематических переменных.

На пучке тормозного излучения при максимальной энергии фотонов 750 МэВ в компланарной геометрии измерена зависимость дифференциального сечения образования отрицательных пионов в реак-

Рис. 3". Дифференциальный выход реакции 12С(7,5г°р) в зависимости от полярного угла вылета протона. • - эксперимент. Точечной кривой показан вклад квазисвободного механизма реакции, пунктирной кривой - с добавкой вклада обменного механизма реакции и сплошной кривой - еще с дополнительным вкладом Д+ изобарных конфигураций.

10"

10'

10

£ 2

сГ

"О

^ » Ч 10'5

10

10

,60(г,/р)

/— Е =300МэВ

/ \ е« = 67 0 :

/ \ Г >30МэВ р

, \

\ \ "ч А \ Л \ ч ч

30 60 90 в,, град.

120 150

Рис. 4: Дифференциальный выход реакции 160(ч,т°р) в зависимости от полярного угла вылета протопа. • - эксперимент. Точечная кривой показап вклад квазисвободного механизма реакции. Штрих-пунктирной кривой - вклад Д+ изобарных конфигураций и сплошной кривой - суммарный эффект.

ции 12С(7,7Г_р) от энергии и угла вылета протона при фиксированных угле и импульсе пиона. Экспериментальная установка включала два канала для регистрации протона и пиона в совпадении. Отрицательные пионы со средним импульсом 524 МэВ/с регистрировались сильнофокусируюгцим магнитным анализатором (его описание приведено в первой главе), расположенным под углом 54° относительно оси пучка фотонов. Протоны с энергией в диапазоне Тр = 60 — 200 МэВ регистрировались с помощью (Д Е, Е)-сцинтилляцнонного спектрометра на основе NaJ-кристалла большого объема. В качестве мишени использовалась пластина графита естественного изотопного состава с толщиной по пучку фотонов (4.35 — 5.74) • 1022 ядер/см2 в зависимости от угла регистрации протонов. Полная энергия пучка фотонов измерялась с помощью Гаусс-квантометра с точностью 3%.

Часть результатов этого эксперимента представлена на рис. 5 и 6. На рисунках впдно, что для углов вылета протона в заднюю полусферу в сечении реакции, как и в эксперименте с 7г°-мезонами, также наблюдается локальный максимум, который не объясняется в рамках модели квазисвободного фотообразования пионов (сплошные кривые). Для устранения влияния обменного механизма реакции, по сравнению с предыдущим экспериментом, был существенно повышен порог регистрации по энергии протонов и нейтральный пион заменен на заряженный, в обменной амплитуде фотообразования которого отсутствует амплитуда когерентного фотообразования пиона на нуклонах остаточного ядра. Для устранения влияния Д изобарных ядерных конфигураций эффективная масса регистрируемой (тг~р) пары была выбрана значительно выше области массы Д(1232) изобары. Тем не менее угловая зависимость сечения образования отрицательных пионов практически воспроизвела аналогичную зависимость выхода нейтральных пионов.

Полученные в этих двух экспериментах результаты мы расцениваем как указание на то, что основной вклад в образование пионов с эмиссией протона в область углов задней полусферы в исследованных кинематических областях не связан с обменным или изобарным механизмами реакции. Наша гипотеза состоит в том, что обнаруженные максимумы обусловлены общей для двух реакций (у, тг~р) и (у. п°р) причиной - структурой ядра на малых межнуклонных расстояниях в области SRC. При изменении угла Эр в диапазоне (90°Ч-140°) импульс, переданный остаточному ядру, увеличивается от ~ 300 МэВ/с до 600 МэВ/с. Именно в этой области переданных импульсов, где существен-

0р. фад-

Рис. 5: Зависимость дифференциального сечения реакции 12С(7, ж~р) от полярного угла вылета протона 0Р при кинетической энергии Тр = 70 МэВ. • - Эксперимент. Пунктирная и сплошная кривые - соответственно, сечение без учета и с учетом взаимодействия в конечном состоянии.

С(удр) Е =541 МэВ

Я

ея = 54°

Т =80-180 МэВ

120

Рис. 6: То же, что на рис. 4.6, но при кинетической энергии протона в диапазоне (80-г180) МэВ.

но подавлено квазисвободное образование пионов, согласно теоретическим предсказаниям для сечений реакций подобного типа можно ожидать влияния SRC.

Пятая глава посвящена экспериментальному определению вероятности Д-изобарных конфигураций в ядрах.

Современное представление о ядре как о многочастичной системе характеризуется как нуклонными так и, в частности, изобарными степенями свободы. Д-изобары в ядрах есть часть фундаментальной проблемы нуклон-нуклонного взаимодействия на средних и малых расстояниях. Обмен тг- пли р-мезонами между нуклонами может приводить к образованию виртуальных NA- или ДД-состояний. Теоретические оценки и результат недавнего эксперимента, проведенного на мезонной фабрике в Лос-Аламосе, основанный на выделении механизма прямого выбивания изобар пионами (Morris СЛ., Zumbro J.D., McGill J. А. et cd.// Phys. Lett. - 1998. - У.Щ19. - p.25; Pasyuk E.A., Boudrie R.L., Gram P.A.M. et al.// LANL, nucl-ex/9912004. - 1999.), дают величину примеси Д-изобарных состояний в волновой функции /мюолочечных ядер 0.5 4- 4 %. Столь малая примесь затрудняет экспериментальное наблюдение Д-компоненты в процессах столкновения частиц с ядрами. Основная сложность состоит в отделении фоновых механизмов реакции. Мы решили эту задачу в эксперименте по измерению сечения образования 7г+р-пар в реакции

7+12С -\-р + X (3)

в области больших импульсов, переданных остаточному ядру А'. Идея эксперимента заключается в том, что в реакции (3) запрещены механизмы прямого образования тг^р-пар на нуклонах ядра, а имеющийся фон сосредоточен при небольших переданных импульсах. Оказывается, что можно найти кинематическую область, где фоновые процессы сильно подавлены. Это создало уникальную возможность экспериментально выделить в чистом виде процесс прямого выбивания Д-изобары из ядра.

Эксперимент выполнен на пучке тормозного излучения электронов. Экспериментальная установка включала два канала для регистрации положительного пиона и протона в совпадении в компланарной геометрии. Как и в эксперименте с регистрацией отрицательных пионов, положительные ппоны со средним импульсом 181 МэВ/с регистрировались сильнофокусирующим магнптным анализатором, расположенным под углом 54° относительно оси пучка фотонов. Протоны

с энергией в диапазоне Тр = 50 —130 МэВ регистрировались под углом вр = (75 ± 19)° относительно оси пучка фотонов с помощью (Ai?, Е)-сцинтилляционного спектрометра. Е-детектор протонного спектрометра состоял из трех расположенных друг над другом счетчиков с размерами сцинтилляторов 10 х 10 х 50 см3 каждый. Совместный анализ амплитуд импульсов фотоумножителей А Е- и Е- детекторов, просматривавших каждый из сцинтилляторов с двух сторон, позволял определить полярный угол и энергию протона.

В качестве мишени была использована пластина графита естественного изотопного состава с толщиной по пучку фотонов 4.35 • 1022 ядер/см2. Полная энергия пучка фотонов измерялась с помощью Гаусс-квантометра с точностью 3%. Набор событий реакции 12С(7, ж+р) проводился при двух значениях энергии электронов Ее = 420 и 500 МэВ.

В результате эксперимента было зарегистрировано 53 события 7Г+р-совпадений. С целью определения кинематической области, где могут доминировать механизмы реакции, обусловленные ненуклонны-ми степенями свободы, был выполнен анализ вкладов фоновых механизмов образования тг+р-пар. Для этого мы использовали модель (в литературе она получила название "Valencia model"), описанную в работе (Carrasco R., Vísente Vacas M.J., and Oset E.// Nucí. Phys. -1994• ~ V.A570. - P.70L). В данной модели учитываются одно-, двух-и трех-нуклонные моды поглощения налетающих фотонов, образование на нуклонах одиночных пионов, а также перерассеяние пионов и нуклонов на остаточном ядре. Расчетные сечения фоновых реакций для энергий фотонов Еу = 400 и 450 МэВ, усредненные в интервалах полярного угла протона вр — 56 — 94° и энергии пиона Тж = 71.5 — 106.5 МэВ, показаны на рис. 7. Фон обусловлен образованием преимущественно 7г+п- или 7г°р-пар с последующим зарядовообменным перерассеянием нейтрона в протон или 7г°-мезона в 7г+-мезон. Как видно из рисунка, фон сосредоточен в области малых энергий протонов, что соответствует, согласно кинематике реакции, области относительно небольших переданных импульсах (100 - 250 МэВ/с).

Для анализа данных при Ее = 500 МэВ был учтен фон от парного образования пионов в реакции 12С(7,7г+р) тг~ пВ, отсутствующий при Ее — 420 МэВ. Соответствующее сечение, вычисленное в модели DWIA (Главанаков И.В.// ЯФ. - 2000. - m.63. - N.12 - с.2187.), показано на рис. 7 штрих-пунктирной кривой.

Основываясь на приведенных результатах расчетов была выбрана

Рис. 7: Дифференциальное сечение реакции 12С(7, тг+р). Сплошная и точечная гистограммы - образование х+р-пар в рамках "Valencia model", соответственно для £7 = 400 МэВ и 450 МэВ. Штрих-пунктирная кривая - парное образование пионов. Точкой представлено экспериментальное сечение реакции с полными ошибками измерений Сплошная кривая - механизм прямого выбивания изобары Д(1232), кривая нормировала на экспериментальное сечение.

кинематическая область с Тр > 80 МэВ, где вклад фоновых механизмов образования 7г+р-нар при Ее — 500 МэВ не превышает 7% от экспериментального выхода реакции и менее 3% при Ее = 420 МэВ.

Экспериментальное сечение образования 7г+р-пар в реакции (3), усредненпое в следующих интервалах кинематических величин :

Тр = 80 - 120 МэВ;

Т, = 71.5-106.5МэВ; (4)

вр = 56 - 94°

и средневзвешенное на основе данных при двух значениях энергии электронов Ее = 420 и 500 МэВ, равно

$о _ +08 нбн

dEpdilpdSl, (5)

Средняя энергия фотонов Е7 для событий в отмеченной кинематической области составила 355 МэВ. Экспериментальное сечение (5) изображено на рис. 7 точкой. Приведенная на рисунке ошибка измерения сечения полная, а ошибка величины Тр есть среднеквадратичное отклонение, полученное в предположении о равномерном распределении событий в интервале усреднения.

Экспериментальное сечение реакции 12С(7, тт+р), измеренное в кинематической области (4), анализировалось в рамках предложенной

нами модели прямого фотовыбивания А-изобары из ядра. Модель основана на предположении, что доминирующим механизмом этой реакции в области больших переданных импульсов является процесс 7Д++ —> 7г+р, где налетающий фотон поглощается присутствующей в ядре Д++-изобарой. Практическая реализация этого подхода осуществлялась в рамках импульсного приближения с использованием соотношения полноты при суммировании по нерегистрируемым в эксперименте состояниям конечного ядра. В этом случае выражение для дифференциального сечения реакции (3) можно записать в следующем виде

= Е!ЕгЪр\_—¡5

сШрсШрсЮ* 4(2тг)5£7 | Е}р\ - Еж рх ■ Р/ | 1 5Л '

где значки 7, 7Г, р и / обозначают, соответственно, фотон, пион, протон и ядро-остаток. Полная энергия и импульсы участвующих частиц обозначены, соответственно Е и р.

Для квадрата модуля амплитуды реакции (3) можно получить следующее выражение

\М}{\г = р(рА)-ир-\Т1А^р\2. (7)

Здесь величина представляют собой фактор подавления, учитывающий поглощение 7Г+ мезона и протона в ядре, который является функцией кинетических энергий соответственно пиона и протона, а также их угла разлета. Функция /Эд(р) - импульсное распределение Д++-пзобары в основном состоянии ядра которое было нормировано согласно условию

/ Рл++(Р)

dp — A N&++ , (8)

(2*0

где А = 12 есть массовое число ядра-мишени, а величина Лд++ представляет собой число Д++с-изобар в ядре приходящееся на один нуклон. Амплитуда Т7a->zn элементарного процесса 7Д++ —> тг+р получена в рамках диаграмной техники в нерелятивистском приближении порядка (jp/M)2. На рис. 8 приведено экспериментальное распределение событий по инвариантной массе тг+р-пары в сравнении с теоретическим, полученным с помощью описанной выше моделью в которой функция />д(р) для ядра углерода была пропорциональна аналогичной функции для ядерной материи (Cenni R., Conte F., Lorenzini U.// Phys. Rev. - 1989. - V.CS9. - P.1588.). Видно, что экспериментальное

о

5

3- 1

° ПВО 1200 1220 1240 1260 М,( МэВ

Рис. 8: Распределение событий с энергией протонов тр = 80 -Н 120 МэВ по инвариантной массе 7г+р-пары. Гистограмма - эксперимент, кривая - расчет по модели, осповапная на механизме прямого выбивания изобары из ядра.

распределение не противоречат расчетному. Поэтому мы считаем, что значительный экспериментальный выход реакщш в выбранной кинематической области обусловлен проявлением изобарных степеней свободы в ядрах.

Информация об импульсных распределениях нуклонов в ядрах обычно извлекается из данных, получаемых в реакциях выбивания нуклонов из ядер, например, реакций е, е'р или р, 2р. По аналогии мы можем получить из наших экспериментальных данных сведения о импульсном распределении Д++-изобар /?д++(р) в ядре 12С. В этом эксперименте средний импульс Д++-пзобары был равен р=300 МэВ/с, а стандартное отклонение импульсного распределения 49 МэВ/с. Значение р было определено в рамках квазисвободного приближения

P = -Pf, (9)

где р есть импульс Д++-пзобары и pf импульс остаточного ядра X, получаемый из экспериментальных данных для каждого события. Используя выражение (6) и экспериментальное сечение реакции (5), усредненное по интервалам (4), путем подгонки была определена величина Ра++(р) при ]J=300 МэВ/с

рА++(р) = 0.17 ± 0.05 ± 0.02 ферми3. (10)

Приведены статистическая и систематическая ошибки, связанные с определением экспериментального сечения реакции. В систематическая ошибку дополнительно включены неопределенности, связанные с оценкой величины фоновых реакций согласно расчетам по "Valencia model" и учетом вклада парного фотообразования пионов.

При оценке величины (10) фактор подавления /,гр в формуле (10) был расчитан в рамках оптической модели с использованием эйко-нального приближения. Неопределенности фактора fvp была оценена в 26%. Другой существенный вклад в модельную неопределенность возникает за счет неточности знания величины магнитного момента Д++-изобары, которая в расчетах принималась равной /¿д++ = 4.52 ядерных магнетонов. Ошибка этой величины была определена в 10%, которые приводят к неопределенности в величине сечения реакции в 18%. Общая модельная ошибка расчетов за счет неопределенностей взаимодействия в конечном состоянии и величины магнитного момента Д++-изобары приводит к дополнительной ошибке в величине Ра++(Р) равной 0.06 ферми3.

К сожалению, мы не можем сравнить полученную оценку Ра++{р) с результатами других теоретических или экспериментальных работ ввиду отсутствия данных для ядра 12С в литературе. Но мы надеемся что наш экспериментальный результат стимулирует дальнейшее изучение 1С. С другой стороны, в тех работах, где изучались 1С, основное внимание уделялось оценкам полного числа Д-изобар на один нуклон Na в основном состоянии ядра. В нашем эксперименте перекрывается незначительная область импульсов Д-изобар, поэтому, для оценки ЛГд, нам неоходимо знать форму импульсного распределения РА-

Для оценки N& был использован следующий метод. Импульсное распределение /9д++ (р) связано с числом заполнений «д++ (р) для ядра 12С следующим соотношением

М++ (р) = ns ^тг-й3 Пд++ (р), (11)

где R = 3.2 ферми есть эквивалентный радиус ядра 12С, множитель ns = 4 есть число спиновых состояний Д++-изобары. Ввиду отсутствия в литературе данных по импульсным распределениям рд в р-оболочечных ядрах мы воспользовались результатами работы ( Cenni R., Conte F., Lorenzini U.// Phys. Rev. - 1989. - V.C39. - P. 1588.), где приводятся значения чисел заполнения Пд(р) состояний Д(1232)-изобары в ядерной материи. При этом предполагалась линейная зависимость между Пд(р) и псА(р), с учетом отличия плотности ядерной материи и ядра 12С. Из условия нормировки (8) и аналогичного условия нормировки для ядерной материи получаем следующее соотноше-

нпе между п°А(р) и пА(р)

= (12)

РЫ

Здесь /9^=0.087 &п~3 и /)™=0.17£т_3 есть, соответственно, плотность ядра 12С и ядерной материи; Лгд++ - число Д++-изобар на один нуклон в ядерной материи.

Из Зи(2)-спмметрии для процесса NN —+ NД следует, что полное число всех Д-изобар на один нуклон в ядерной материи N¿2 равно

N£ = 4 N2». (13)

Соответствующее соотношение для полного числа Д-пзобар в 12С может быть записано

К = (14)

Величина Лд получена как свободный параметр путем приравнивания теоретического сечения реакции (сплошная кривая на рис. 7), согласно формулам (6-8), к эспериментальному (5) п принимая также во внимание соотношения (11)-г(14). Теоретическое сечение реакции усреднялось в тех же диапазонах изменения кинематических величин что и экспериментальное (4), а величина ./Уд = 6.66% была также взята из работы (Септ К. с1 а1.).

№а = 0.017 ± 0.005 ± 0.002 Д изобар на нуклон, (15)

Приведенные здесь ошибки оценены способом, аналогичным при получении величины рА++(р) (Ю). Полученная величина Агд несколько меньше измеренной в эксперименте по двойной перезарядке пионов на мезонной фабрике в Лос-Аламосе, но с учетом ошибок можно говорить о непротиворечивости результатов.

В завершение можно сопоставить величину сечения реакции, обусловленного изобарными степенями свободы в ядрах согласно описанной выше модели, с сечением фоновых реакций и экспериментальным сечением. Как видно на рис.7, максимум энергетической зависимости теоретического сечения, обусловленного образованием тг+р-пар в результате выбивания фотоном Д-изобары, существенно сдвинут в область более высокой энергии протонов и, таким образом, кинематически хорошо выделяется. Величина экспериментального сечения при Тр > 80 МэВ почти на два порядка больше теоретических оценок,

вычисленных в рамках моделей, учитывающих только нуклонные степени свободы ядра 12С. Этот факт, особенно важный в условиях относительно малой интенсивности полезного сигнала, является одним из основных преимуществ используемого нами метода исследования.

Все представленные в диссертации работы, за исключением описанных в разделах 1.1 и 1.4 первой главы, были инициированы диссертантом, проведены под его руководством и с его участием на всех этапах их проведения.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

Основные результаты диссертации

1. Измеренные величины асимметрии фоторасщепления дейтрона линейно поляризованными фотонами при в* = 60° в области энергии фотонов 100 - 140 МэВ согласуются с полученными нами ранее результатами при более низких энергиях и подтверждают важность вклада мезонных степеней свободы в амплитуду реакции. Сравнение совокупности полученных экспериментальных результатов по асимметрии с теоретическими предсказаниями позволяют сделать вывод о несостоятельности теоретических моделей, не учитывающих эффекты мезонных обменных токов и изобарных конфигураций.

2. Измерена зависимость выхода реакции (7, тг°р) на ядрах в области А(1232)-резонанса от полярного угла вылета протона. Обнаруженное поведение выходов реакции в виде максимумов в области углов вылета протона в заднюю полусферу не объясняется в рамках модели квазисвободного фотообразования мезонов. Включение в рассмотрение обменного механизма реакции и изобарных конфигураций в основном состоянии ядер также не приводит к согласию с экперимен-тальными данными.

3. Измерена зависимость дифференциального сечения реакции 12С(у,ж~р) во второй резонансной области. Совместный анализ сечения этой реакции и выходов реакции (7, тт°р) позволяет высказать предположение, что обнаруженные в этих двух реакциях максимумы в области углов вылета протона в заднюю полусферу обусловлены общей причиной - структурой ядра на малых межнуклонных расстояниях в области короткодействующих динамических корреляций в ядрах.

4. С целью изучения Д-изобарных конфигураций в ядрах предложено использовать в области Д(1232) резонанса реакцию (7,7г+р), которая обладает рядом преимуществ по сравнению с другими реакциями. Определена кинематическая область, где фоновые механизмы реакции сильно подавлены, а 7г+р-пары должны, в основном, рождаться в процессе прямого взаимодействия фотона с Д++-изобарой в ядре. В этой кинематическая области измерено дифференциальное сечение реакции 12С(7, тг+р).

5. Экспериментально получена величина плотности вероятности найти в ядре 12С Д++-изобару с импульсом 300 МэВ/с, равная 0.17 ферми3. Также получена оценка числа легчайших изобар в этом ядре, равная 0.017 Д-изобар на нуклон. Это значение находится в общем согласии с оценкам, полученными из реакции двойной перезарядки пионов для р-оболочечных ядер.

6. Завершено создание магнитного анализатора заряженных частиц с импульсами до 700 МэВ/с и создан комплекс аппаратуры для регистрации нейтральных мезонов, который включает:

- Установку для регистрации двух 7-квантов от распада нейтрального мезона на основе двух черенковских спектрометров полного поглощения;

- Установку для измерения полных сечений фотообразования медленных 7Г°- и //-мезонов с высокой эффективностью их регистрации;

- Координатный черенковский спектрометр полного поглощения большой площади.

7. Показана возможность создания относительно дешевых электромагнитных калориметров с высокой радиационной стойкостью на основе кристаллов вольфрамата НаШ(\\>тО\)2- Получены следующие результаты:

- При комнатной температуре кристалл вольфрамата является черепковским радиатором, но при понижении температуры начинает проявлять люминесцентные свойства со сложной временной структурой;

- Испытания макета калориметра из девяти кристаллов на пучке электронов показали его удовлетворительное энергетическое и хорошее координатное разрешения.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов. Установка для регистрации нейтральных мезонов по гамма-квантам распада. -ПТЭ N.2 (1973) 64 - 67

2. Ю.Н. Адшцев, Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов. Черенковские спектрометры с высоким временным разрешением. - ПТЭ N.3 (1975) 46 - 47

3. Ю.Н.Адшцев, Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов. Черенковские спектрометры с использованием ФЭУ-49 во временном и спекрометрическом режимах;. - Труды Всес. Конф. "Разработка и практическое применение электронных ускорителей. М (1975) 296

4. Г.Н.Дудкин, П.Я.Исаков, Ю.Ф. Кречетов, Н.И.Саблин. Программа предварительной обработки результатов эксперимента по фоторождению нейтральных мезонов на ЦВМ "Саратов". - Труды Всес. Конф. "Разработка и практическое применение электронных ускорителей. М (1975) 306

5. Ю.Н. Адшцев, Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов. Улучшение временного разрешения ФЭУ-49. - ПТЭ N.6 (1976) 140 - 141

6. Дудкин Г.Н., Кречетов Ю.Ф., Спиридонов В.В. Черенковский спектрометр полного поглощения большой площади. ВАНиТ, сер.: Общ. и яд. физ. вып. 2(27) (1984) 44 - 46

7. G.N. Dudkin, V.N. Eponeshnikov, Yu.F. Krechetov, G.A. Saruev, E.N. Shuvalov. A Setup with Cherenkov total absorption spectrometer with large aperture for slow 7Г°- and ?/-meson detection. - NIM A248 (1986) 154 -156

8. Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, Г.А. Саруев, E.H. Шувалов. Установка с черенковскими спектрометрами полного поглощения большой апертуры для регистрации медленных 7Г°- и 77-мезонов. - Черенковские детекторы и их применение в науке и технике.: Докл. сов. и зар. ученых на Всес. семинаре, Москва, 11-17 июля 1984. М. (1990) 179 - 181

9. И.В. Главанаков, Ю.Ф. Кречетов, O.K. Сайгушкин E.H. Шувалов. Измерение координатного разрешения черенковекого спектрометра полного поглощения большой площади. - ПТЭ N.3 (1999) 66

10. C.Yu.Amosov, B.N.Kalinin Yu.F. Krechetov, A.V. Moiseenko, G.A. Naumcnko, A.P. Potylitsin, V.P. Sarytchev, Ye.N. Shuvalov, Ye.A. Vznezdaev, V.M. Samsonov, J.P. Solodov. Study of temperature depedence of light yield from NaBi(W04)2. - NIM A350 (1994) 204 - 207

11. B.N.Kalinin, Yu.F. Krechetov, A.M.Kolchuzhkin, D.E. Kustov, A.V. Moiseenko, G.A. Nauinenko, A.P. Potylitsin, O.C. Saigushkin, Ye.N. Shuvalov, I.S. Tropin, M.N. Strikhanov. The invesgation test of a model of EM-calorimeter on the NaBi(W04)2 crystals. NIM A361 (1995) 157 - 160

12. Ю.Ф. Кречетов, С.В.Колмогорова, Г.А.Саруев. Расчет характеристик и калибровка магнитного анализатора заряженных частиц. - Сб.: Физика атом, ядра и эл. частиц, М., ч.2 (1983) 114 - 118

13. Ю.Ф. Кречетов, С.В.Колмогорова, Г.А.Саруев. Расчет и экспериментальная проверка оптических характеристик магнитного анализатора заряженных частиц. - Известия вузов СССР, сер. Физика, N.340-83 деп. (1983) 67 - 76

14. Ю.Ф. Кречетов, С.В.Колмогорова, Г.А.Саруев. Расчет и экспериментальная проверка характеристик магнитного анализатора заряженных частиц с сильной фокусировкой. - ВАНиТ, сер.: Общ. и яд. физ. вып.1(22) (1983) 67 - 69

15. И.Е. Внуков, И.В. Главанаков, Б.Н. Калинин, Ю.Ф. Кречетов, A.B. Моисеенко, А.П. Потылицын, А.Н. Табаченко, Е.Н Шувалов, Н.П.Федоров. Письма в ЖЭТФ т.60, вып.8 (1994) 560 - 562

16. С.М. Берсенев, Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, Н.И. Саблин, В.А. Трясучев. Методика обработки эксперимента по фоторожденпю нейтральных мезонов на сложных ядрах. - Известия ТПИ (Вопросы физики элементарных частиц) Изд. ТГУ т.278 (1975) 53 -58

17. В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, В.Н. Падалко. Фотообразование нейтральных пионов на ядре

12С

с выбиванием протонов Известия АН СССР (серия физическая), т.42, N.7 (1978) 1552 -1556

18. В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов. Изучение реакции (7,7т°р) на ядрах в широком диапазоне переданных мпульсов. - ВАНиТ, сер.: Общ. и яд. физ. вып.1(11) (1980) 12 - 14

19. В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, С.А. Каричев. Изучение реакции (7,7г°р) на ядрах в области переданных мпульсов до 600 МэВ/с. - Проблемы ядерной физики и космических лучей, Харьков, "Вшца школа" выи.11 (1979) 49 - 53

20. В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов. Изучение реакции (7, тг°р) на ядрах 6С, 12С и 160 в широком диапазоне переданных мпульсов. - Письма в ЖЭТФ т.29, вып.7 (1979) 442 - 444

21. И.В. Главанаков, Ю.Ф. Кречетов, Г.А. Саруев, E.H. Шувалов. Двухплечевая спектрометрическая установка для изучения реакции (7,ж~р) на ядрах в широком диапазоне переданных импульсов. - ВАНиТ.Сер.: Общая и ядерная физика. Харьков Вып. 1(41) (1988) 84 - 86

22. И.В. Главанаков, Ю.Ф. Кречетов, И.В. Стибунов. Экспериментальное исследование фотопинных процессов на Томском синхротроне. - Электромагнитные взаимодействия ядер при малых и средних энергиях. Труды VII семинара. М. (1990) 103 - 113

23. И.В. Главанаков, Ю.Ф. Кречетов, И.В. Стибунов. Неупругое фотообразование пионов на ядрах. - Электромагнитные взаимодействия ядер при малых и средних энергиях. Труды VIII семинара. М. (1992) 143 - 149

24. И.В. Главанаков, Ю.Ф. Кречетов, A.B. Моисеенко, Е.Н Шувалов. Фотообразование отрицательных пионов на углероде в реакции (Ъ*~р) в области N(1440). - ЯФ, т.61, N.12 (1998) 2175 - 2180

25. A. Fix, I. Glavanakov, Yu. Krechetov, Photopion reactions on deltas preexisting in nuclei - Nucí. Phys. A646 (1999) 417 - 426

26. В.М. Быстрицкпй, И.В. Главанаков, Р. Грабмаер, Ю.Ф. Кречетов, O.K. Сайгушкин, А.Н. Табаченко, А.И. Фпкс, Е.Н. Шувалов. Оценка А(1232)-компоненты в ядре 12С. - Письма в ЖЭТФ т.73, N.9 (2001) 513 - 516

27. I.V. Glavanakov, Yu.F. Krechetov, Nucleón resonances in nuclei and (7, irN) reactions. Proceed, of the 9th Seminar Electromagnetic Interactions of Nuclei at Low and Medium Energies. Moscow, (2001) 151 - 159

28. V.M. Bystritsky, A.I. Fix, I.V. Glavanakov, P. Grabmayr, Yu.F. Krechetov, O.K. Saigushkin, E.N. Schuvalov, A.N. Tabachenko. Search for the Д++ component in 12C ground state using 12C(7, тг+р) reaction - Nucí. Phys. A705, N.1,2 (2002) 55 - 72

29. IO.Ф. Кречетов. Изучение динамических свойств ядер на малых межнуклонных расстояниях. Известия вузов, сер. Физика, N. 9 (2002) 6 - 18

9 0.1 ВВЕДЕНИЕ

1 Базовая аппаратура экспериментов

1.1 Введение

1.2 Установка для регистрации двух 7-квантов.

1.2.1 Характеристики используемых нами черенковских 7-спектрометров полного поглощения.

1.2.2 Конструкции элементов установки.

1.2.3 Выводы, комментарий.

1.3 Установка с черенковскими спектрометрами.

Ф 1.3.1 Выводы, комментарий.

1.4 Измерение координатного разрешения.

1.4.1 Выводы, комментарий.

1.5 Исследование . э/м калориметров.

1.5.1 Исследование температурной зависимости световы-хода

1.5.2 Исследование макета ЭМК на основе вольфраматов

1.5.3 , Выводы, комментарий.

1.6 Сильнофокусирующий магнитный анализатор.

1.6.1 Расчет характеристик анализатора. 1.6.2 Калибровка анализатора с помощью радиоизотопных источников аг-частиц.

1.6.3 Выводы, комментарий.

2 Асимметрия фоторасщепления дейтрона

2.1 Введение

2.2 Пучок поляризованных фотонов.

2.3 Экспериментальное оборудование . г.

2.4 Проведение измерений

2.5 Обработка и анализ результатов измерений. 2.6 Выводы, комментарий.

3 Изучение реакции (7, тг°р)

3.1 Введение

3.2 Условия эксперимента и аппаратура.

3.3 Измерение сечения реакции (7,7г°) на протоне

3.4 Измерение выходов реакции (7, п°р) на ядрах.'

3.4.1 Оценка вклада фоновых реакции.

3.5 Анализ экспериментальных выходов реакции.

3.5.1 Расчеты с плоскими волнами.

• 3.5.2 Учет взаимодействия в конечном состоянии.

3.6 Анализ и обсуждение результатов

3.7 Выводы, комментарий.

4 Фотообразование отрицательных пионов

4.1 Введение

4.2 Аппаратура, условия эксперимента.

4.3 Результаты измерений.

4.4 Анализ результатов.

4.5 Выводы и комментарий.

5 Оценка Д(1232)-компоненты в ядре 12С

5.1 Введение

5.2 Аппаратура, условия эксперимента.

5.3 Анализ данных.

5.3.1 Модель фотовыбивания А-изобары из ядра.

5.3.2 "Valencia model".

5.3.3 Определение сечения реакции.

5.3.4 Импульсное распределение Д-изобар.

5.3.5 Оценка числа Д-изобар в ядре 12С

5.4 Выводы и комментарий.:

Создание микроскопической теории ядра, несмотря на многолетние значительные усилия физиков, по-прежнему встречает серьезные трудности, связанные с построением нуклон-нуклонного потенциала и проблемой многих тел. Решение проблемы многочастичных взаимодействий ограничивается в настоящее время ядрами с атомным номером около восьми из-за недостаточной мощности современной вычислительной техники. Нуклон-нуклонные потенциалы, получаемые из данных по нуклон-нуклонному рассеянию, не определяются однозначно, в то же время различные фазовоэквивалентные потенциалы приводят к разным результатам при применении их к связанным нуклонам. Нет теоретических критериев для выбора из множества эквивалентных потенциалов "правильного". В первую очередь это относится к ключевой проблеме современной ядерной физики, а именно нуклон-нуклонным взаимодействиям на средних и малых расстояниях. Опубликовано большое количество теоретических и экспериментальных работ, в том числе и в последние годы, но прогресс в изучении нуклон-нуклонного взаимодействий, особенно на малых расстояниях, очень медленный. Появляются все более изощренные нуклон-нуклонные потенциалы (см., например, обзор [1]), которые тем не менее плохо описывают совокупность экспериментальных данных при применении их к реальным ядрам и реакциям, особенно в области больших переданных импульсов. Один из последних критических обзоров современных потенциалов и результатов их применения в расчетах 3N- и 4N-энергий связи и взаимодействия частиц с легкими ядрами можно найти в работе [2]. Представлены аргументы против традиционной концепции ядерных сил, обусловленных однобозонным обменом между нуклонами и что без кварк-глюонных степеней свободы невозможно, по видимому, описать область малых межнуклонных расстояний. Новая концепция ядерных сил реализуется в развитии т.н. Московского потенциала. В этих условиях представляется важной дополнительная экспериментальная информация о структуре ядра, получаемая при изучении процессов взаимодействия частиц с атомными ядрами, которые служат "фильтром" для NN-потенциалов и моделей я Дер.

В физике нуклон-нуклонного взаимодействия обычно разделяют три основные области [3]:

- Область больших расстояний (г > 2 Фм «1.5 т~где доминирует однопионный обмен и количественное поведение нуклон-нуклонного потенциала хорошо определено.

- Промежуточная область (0.8 Фм < г < 2 Фм), где' динамические вклады от двухпионного обмена конкурируют или превосходят потенциал однопионного обмена.

- Внутренняя область (г < 0.8 Фм) обычно описывается феноменологическим путем, так как имеет сложную динамику, с трудом поддающуюся теоретическому анализу. Считается, что на взаимодействие в этой области сильно влияют тяжелые мезоны и/или кварк-глюонные степени свободы. При изучении взаимодействия нуклонов на средних и малых относительных расстояниях наибольшее внимание уделяется двум задачам:

- роли ненуклонных степеней свободы в ядрах, в частности мезонных обменных токов (МЕС) и изобарных конфигураций (1С)]

- природе короткодействующих динамических корреляций в ядрах (SRC), которые обусловлены отталкивающей частью нуклон-нуклонного потенциала и таким образом связаны с высокоимпульсной компонентой ядерной волновой функции. По теории SRC имеется обширная литература, историю вопроса можно найти в известной монографии Г. Бете [4]. В монографии Р.И. Джибути [5], кроме обзора теоретических подходов, которые и сейчас не потеряли актуальности, можно найти обзор как первых экспериментальных работ по изучению 5#С, так и более поздних (примерно до 80 г.).

Ввиду большого количества работ по изучению NN взаимодействий на средних и малых расстояниях в ядрах можно перечислить лишь ряд уже традиционных направлений исследований, которые начинались еще в 50-е годы с изучения захвата пионов ядрами [6] и фотоэффекта при относительно высокой энергии фотонов [7]:

- Формфакторы ядер при больших переданных импульсах;

- Квазиупругое рассеяние электронов и адронов ядрами;

- Скейлинговые функции из данных по инклюзивному рассеянию электронов;

- Низко и высокоэнергетические процессы рассеяния в 3N и 4N системах;

- Кумулятивные эффекты при взаимодействии частиц с ядрами.

При постановке экспериментов и анализе результатов возникают серьезные проблемы с разделением механизмов реакции, связанных с ме-зонными обменными токами, изобарами в ядрах, короткодействующими динамическими и тензорными корреляциями, а также взаимодействием частиц как в начальном, так и в конечном состояниях. Видимо невозможно найти "идеальный" процесс для исследования этих эффектов, а нужен анализ совокупности экспериментальных данных. Только в последнее время больше стало появляються теоретических работ, представляющих интерес для постановки экспериментов, которые будут уже более избирательны к отдельным механизмам реакции. Здесь по-прежнему обсуждается и отдается предпочтение использованию в качестве пробных частиц фотона или электрона, но в постановке более сложных экспериментов. В качестве примера можно указать на работы [8] - [10], в которых предлагается для этих целей использовать реакции (7, NN) и (е, e'NN) на ядрах с фиксацией конечного ядерного состояния, работу [11], где предлагается использовать поляризационные характеристики реакции А(е, е'р) и работу [12], в которых предлагается провести измерения сечения реакции (е, e'NN) в "super parallel" кинематике. С другой стороны, уже появилось значительное количество экспериментов, в том числе поляризационных, где изучаются (е,е'р)-реакции на легких ядрах до больших переданных импульсов (см. Proceedings of the 14th and 15th International Conferences on PARTICLES AND NUCLEI - PANIC96, Williamsburg, Virginia, USA and PANIC99, Uppsala, Sweden). Недавние эксперименты, проведенные в Майнце (MAMI) [13] и Амстердаме (NIKHEF) [14], показали, что реакция 1бО(е, е'рр) по сравнению с реакциями (7, NN) и (е, е'рп) более предпочтительна для изучения короткодействующих динамических корреляций по сравнению с изобарными конфигурациями. При более высоких энергиях электронов и уже появились первые экспериментальные результаты в Jefferson Lab. (США) [16]. Были измерены сечения и функции отклика реакции 1бО(е, е'р) при больших потерях энергии. Расчеты сечения реакции с включением МЕС, 1С и SRC дают хорошее описание поведения экспериментального сечения, но объясняют только половину его величины. Планируется дальнейшее проведение "(е, е'р)-экспериментов" в этой лаборатории [15].

Приведенный краткий обзор свидетельствует об актуальности дополнительных критических экспериментов в этом направлении. Фотон для этих целей является подходящей частицей по сравнению, например, с адронами. Он одинаково хорошо "видит" как периферию ядра, так и его более плотную центральную часть. Кроме того, в отличие от взаимодействия лептонов или адронов с ядрами, фотон в процессе взаимодействия с ядром поглощается, следовательно требуется регистрировать в конечном состоянии на одну частицу меньше (мы не рассматриваем здесь процессы комптоновского рассеяния).

Более конкретное обсуждение затронутых выше проблем и соответствующие ссылки можно найти во введениях к 2 - 5 главам диссертации, в которой приводятся результаты экспериментов с ядрами, проведенных на Томском синхротроне для выявления эффектов нуклон-нуклонного взаимодействия в измеряемых величинах. Были проведены три типа экспериментов:

- С целью изучения МЕС в двух экспериментах измерена асимметрия фотодезинтеграции дейтрона линейно-поляризованными фотонами ниже порога рождения пионов, один из которых представлен в диссертации;

- С целью изучения эффектов, приводящих к отклонению от одночастич-ной оболочечной модели ядра при фотообразовании пионов, были измерены выходы реакции (7,7г°р) на р-оболочечных ядрах до переданных импульсов порядка 600 МэВ/с в области резонанса Д(1232). В дифференциальных выходах реакции был обнаружен максимум в области вылета протонов в заднюю полусферу. В продолжение этого эксперимента была измерена зависимость сечения реакции 12С(7,7г~р) в широком диапазоне кинематических переменных во второй резонансной области;

- Для получения информации об изобарных конфигурациях в ядрах измерено сечение реакции 1<2С(у, тг+р) в области резонанса Д(1232) при больших переданных импульсах.

Поскольку полученные в диссертации физические результаты носят экспериментальный характер, то в первой главе представлены методические работы по созданию, в основном, ливневых черенковских детекторов фотонов и электронов, а также детектора заряженных частиц на основе анализа частиц в магнитном поле. Частично эти работы были использованы для создания двух базовых экспериментальных установок для регистрации нейтральных мезонов и одной базовой установки для регистрации заряженных частиц с импульсом до 700 МэВ/с на основе магнита с сильной фокусировкой.

В разделе 1.1 приведены результаты исследования различных вариантов черенковских спектрометров полного поглощения (ЧСПП). По своим характеристикам выбранный вариант ЧСПП находится на уровне лучших аналогов, созданных в начале 70-х годов, имеет простую конструкцию и, как показало время, стабильность характеристик и надежность в эксплуатации. Предложен способ улучшения однородности фотокатода ФЭУ-49, который позволил увеличить коэффициент отбора ФЭУ с нужными характеристиками. На основе проведенных исследований создана установка для регистрации двух 7-квантов от распада тг°- или 77-мезонов, включающая два ЧСПП и механизм для ориентации спектрометров на мишень. Установка была использована для измерения выхода реакции 7,7г°р на легких ядрах и ряде других экспериментов, результаты которых не вошли в диссертацию.

В разделе 1.2 описано создание на основе двух ЧСПП большой площади относительно простой установки, обладающей большой эффективностью регистрации медленных п°- и ту-мезонов в 47т геометрии. С помощью этой установки были измерены полные сечения фотообразования 7г°-мезонов на ядрах 6Lz, 9jBe, 12С и 160 в диапазоне 10 МэВ выше порога реакции.

В разделе 1.3 показано, что амплитудный анализ импульсов фотоумножителей, просматривающих гомогенный радиатор черенковского спектрометра полного поглощения, описанного в разделе 1.2, обеспечивает удовлетворительное координатное разрешение спектрометра даже при использовании фотоумножителей с большим диаметром фотокатода как ФЭУ-49. В результате сравнения работы трех алгоритмов восстановления координат (метода наименьших квадратов и двух вариантов в бей-есовском подходе) было выяснено, что лучшее координатное разрешение получено в бейесовском подходе с использованием линейной статистической связи, позволяющем получить оценки координат, энергии частицы и ошибки измерения этих величин. Самосогласованное определение координат и энергии частицы с использованием априорной информации о форме аппаратурной линии и размерах радиатора обеспечило улучшение на 16% энергетического разрешения спектрометра по сравнению с вариантом оценки энергии как суммы амплитуд фотоумножителей. Модернизированные черенковские спектрометры можно использовать, по аналогии с описанной в разделе 1.1 установкой, для регистрации 7Г°- и ту-мезонов уже большей энергии. При этом обеспечивается удовлетворительное энергетическое и угловое разрешения установки, а эффективность регистрации мезонов увеличивается почти на два порядка.

В разделе 1.4 показана возможность создания электромагнитных калориметров на основе кристаллов вольфрамата NaBi(WO4)2. Исследование температурной зависимости световыхода кристалла показало, что при комнатных температурах он является черенковским радиатором, но при понижении температуры начинает проявлять люминесцентные свойства со сложной временной структурой. Создан макет калориметра на основе этих кристаллов из 9 элементов. Испытания макета на пучке электронов показали удовлетворительное энергетическое и хорошее координатное разрешения. Как черенковский радиатор кристалл NaBiCWO^)2 вполне способен заменить свинцовое стекло во многих экспериментах без потерь в энергетическом и временном разрешениях, но с такими дополнительными качествами, как высокая радиационная стойкость, малая радиационная длина, малый радиус Мольера при относительно низкой стоимости производства.

В разделе 1.5 описана завершающая стадия работ по созданию магнитного анализатора заряженных частиц, проведенных с целью проверки и уточнения всех основных его характеристик, которые были основаны на трассировке методом "токонесущей нити". Создана новая программа расчета характеристик анализатора, которая учитывает все конкретные условия проводимых экспериментов. Проведена калибровка анализатора с помощью «-источников. Все это позволило более полно исследовать его возможности. Характеристики анализатора, полученные с помощью а-источников, показали хорошее согласие с результатами, полученными методом "токонесущей нити" и расчетом. Также изготовлена вакуумная камера и создана новая детектирующая аппаратура анализатора, включающая сцинтилляционные счетчики и годоскоп, установленный в месте выходного фокуса анализатора, который позволяет измерять импульс частицы с точностью около 1%. С помощью спектрометра проведены четыре эксперимента, результаты трех из них представлены в диссертации.

Вторая глава посвящена описанию аппаратуры, процедуры и результатов измерения асимметрии фотодезинтеграции дейтрона линейно поляризованными фотонами в диапазоне 100 - 140 МэВ при в* = 60°. Проводится сравнение как полученных, так и совокупности экспериментальных результатов по асимметрии ниже порога рождения пионов при углах 9* < 90°, с теоретическими предсказаниями с учетом и без учета эффектов МЕС и 1С.

В третьей главе представлены аппаратура, процедура и результаты измерения зависимости выхода реакции (7,7г°р) на ядрах 6Li, 12С и 160 в области Д-резонанса от полярного угла вылета протона. На всех ядрах обнаружен максимум в поведении выходов реакции в области углов вылета протона в заднюю полусферу. Экспериментальные результаты сравниваются с расчетами, которые были проведены в рамках модели квазисвободного фотообразования мезонов на ядрах с учетом взаимодействия в конечном состоянии. В рамках рассмотренной модели максимумы не воспроизводятся. Включением в рассмотрение обменного механизма реакции и изобарных конфигураций в основном состоянии ядер также невозможно объяснить полученный результат. Даются некоторые обоснования для объяснения такого поведения выхода реакции совместным влиянием эффектов SRC и взаимодействия в конечном состоянии.

В четвертой главе представлены аппаратура, процедура и результаты измерения зависимости дифференциального сечения образования отрицательных пионов во второй резонансной области в реакции 12с(у,7г~р) в широком диапазоне кинематических переменных. В сечении этой реакции также обнаружен максимум в области углов вылета протона в заднюю полусферу. Экспериментальные результаты в области углов вылета протона в заднюю полусферу, как и следовало ожидать, не предсказываются моделью квазисвободного фотообразования мезонов на ядрах с учетом взаимодействия в конечном состоянии. Проведен совместный анализ с данными, полученными из реакции (7,7г°р), который позволяет высказать предположение, что обнаруженные в этих двух реакциях максимумы в области углов вылета протона в заднюю полусферу обусловлены общим явлением - структурой ядра на малых межнуклонных расстояниях в области короткодействующих динамических корреляций в ядрах.

Пятая глава посвящена экспериментальному определению вероятности Д-изобарных конфигураций в ядрах С этой целью предложено использовать реакцию (7, 7г+р) в области Д(1232) резонанса, которая обладает рядом преимуществ по сравнению с другими реакциями. Из вычисленного сечения прямого выбивания Д-изобары из ядра и величины вкладов фоновых механизмов реакции, согласно т.н. "Valencia model", определяется кинематическая область, где фоновые механизмы реакции сильно подавлены, а 7г+р-пары должны, в основном, рождаться в процессе прямого взаимодействия фотона с Д++-изобарой в ядре. В этой кинематической области измерено дифференциальное сечение реакции 12С(7, тг+р). На основании сравнения экспериментального сечения и теоретического сечения прямого выбивания Д-изобары из ядра определяется величина плотности вероятности наити в ядре

12С д++

-изобару с импульсом порядка 300 МэВ/с и делается оценка числа Д-изобар в этом ядре.

Основные результаты работы были доложены на: Всесоюзной конференции по разработке и применению электронных ускорителей (Томск - 1975 г.);

- Всесоюзных совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (г. Ташкент - 1977 г., г. Алма-Ата - 1978 г., г.Ленинград - 1983, г. Алма-Ата - 1992 г.);

- Сессии совета по э/м взаимодействиям (г. Харьков - 1977 г.);

- Сессиях Отделения ядерной физики АН СССР (г. Москва, февраль -1978 г., ноябрь - 1978 г., январь -1986, январь -1988);

- Всесоюзном семинаре "электромагнитные взаимодействия адронов в резонансной области энергий" (Г. Харьков - 1983 г., 1985 г., 1987 г.);

- Научной конференции Отделения ядерной физики АН СССР по физике ядра (г. Москва - 1986 г.)

- Всесоюзной школе "Взаимодействие пионов и каонов с ядрами" (г. Тбилиси - 1988 г.);

- International Workshop on Heavy Scintillators for Scientific and Industrial Applications Chamonix, France - 1992);

- Научной конференции Отделения ядерной физики АН СССР "Фундаментальные взаимодействия элементарных частиц" (г. Москва - 1998 г.);

- XV Intern, conference "Particles and Nuclei"- PANIC99 (Uppsala, Sweden

- 1999);

- Intern, conference on Clustering Phenomena in Nucl. Pysics (St.Petersburg

- 2000);

- VII, VIII и IX Международных семинарах "Электромагнитные взаимодействия ядер при малых и средних энергиях" (г. Москва - 1988, 1991 и 2000 г.г.) и опубликованы в работах [21, 28], [30, 31], [40, 41, 42], [52], [66, 67], [73]

- [75], [89], [156] - [159], [161] - [163], [182] - [185], [202], [227] и [229, 230].

5.4. ВЫВОДЫ И КОММЕНТАРИИ 156 сти найти в ядре 12С А++-изобару с импульсом 300 МэВ/с, равная 0.17 ферми3. Также получена оценка числа легчайших изобар в этом ядре, равная 0.017 Д)-изобар на нуклон. Это значение находится в общем согласии с оценками, полученными из реакции двойной перезарядки пионов для р-оболочечных ядер, которые лежат в диапазоне 0.005-Ю.03.

Работа по подготовке аппаратуры, проведению измерений и анализу результатов была проведена под руководством диссертанта. Практическую помощь при подготовке аппаратуры и проведении измерений оказали И.В. Главанаков, Е.Н. Шувалов, В.М. Быстрицкий. Модель прямого выбивания Д-изобары из ядра была разработана совместно с А.И. Фиксом, И.В. Главанаковым, и А.Н. Табаченко. Расчеты по этой модели проведены А.И. Фиксом и А.Н. Табаченко. Расчеты по "Valencia model" проведены проф. П. Грабмаером из университета Тюбингена (Германия). Расчет эффективности установки и определение сечения реакции проведены лично диссертантом, в восстановлении событий по кинематическим переменным помощь оказал O.K. Сайгушкин. Анализ результатов эксперимента проведен совместно с И.В. Главанаковым.

Работа была поддержана грантами РФФИ N.96-02 16742 , 97-02-17765 и 99-02-16964.

Результаты опубликованы в работах [163], [202, 203] и [225] - [230].

6.0 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение приводятся наиболее существенные результаты, полученные в диссертации.

1. Измерена асимметрия фоторасщепления дейтрона линейно поляризованными фотонами при в* = 60° в области энергии фотонов 100 - 140 МэВ, которая согласуется с полученными ранее на Томском синхротроне данными при более низких энергиях и подтверждают важность вклада мезонных степеней свободы в амплитуду реакции. Сравнение совокупности экспериментальных результатов по асимметрии с теоретическими предсказаниями позволяют сделать вывод о несостоятельности теоретических моделей, не учитывающих эффекты мезонных обменных токов и изобарных конфигураций.

2. Измерена зависимость выхода реакции (7, тг°р) на ядрах в области Д(1232)-резонанса от полярного угла вылета протона. Обнаруженное поведение выходов реакции в виде максимумов в области углов вылета протона в заднюю полусферу не объясняется в рамках модели квазисвободного фотообразования мезонов. Включение в рассмотрение обменного механизма реакции и изобарных конфигураций в основном состоянии ядер также не приводит к согласию с экпериментальными данными.

3. Измерена зависимость дифференциального сечения реакции 12С(7, тг во второй резонансной области. Совместный анализ сечения этой реакции и выходов реакции (7, тг°р) позволяет высказать предположение, что обнаруженные в этих двух реакциях максимумы в области углов вылета протона в заднюю полусферу обусловлены общей причиной - структурой ядра на малых межнуклонных расстояниях в области короткодействующих динамических корреляций в ядрах.

4. С целью изучения Д-изобарных конфигураций в ядрах впервые предложено использовать реакцию (7, тг+р), которая обладает рядом преимуществ по сравнению с другими реакциями. Определена кинематическая область, где фоновые механизмы реакции сильно подавлены, а 7г+р-пары должны, в основном, рождаться в процессе прямого взаимодействия фотона с Д++-изобарой в ядре. В этой кинематическая области измерено дифференциальное сечение реакции 12С(7, тг+р).

5. Впервые экспериментально получена величина плотности вероятности наити в ядре

12С д++

-изобару с импульсом 300 МэВ/с, равная 0.17 ферми3. Также получена оценка числа легчайших изобар в этом ядре, равная 0.017 А-изобар на нуклон. Это значение находится в общем согласии с оценками, полученными из реакции двойной перезарядки пионов для р-оболочечных ядер.

6. Завершено создание магнитного анализатора заряженных частиц с импульсами до 700 МэВ/с и создан комплекс аппаратуры для регистрации нейтральных мезонов, который включает:

- Установку для регистрации двух 7-квантов от распада нейтрального мезона на основе двух черенковских спектрометров полного поглощения;

- Установку для измерения полных сечений фотообразования медленных 7г°- и г]-мезонов с высокой эффективностью их регистрации;

- Координатный черенковский спектрометр полного поглощения большой площади.

7. Показана возможность создания относительно дешевых электромагнитных калориметров с высокой радиационной стойкостью на основе кристаллов вольфрамата NaBi(WO4)2. Получены следующие результаты:

- При комнатной температуре кристалл вольфрамата является черенков-ским радиатором, но при понижении температуры начинает проявлять люминесцентные свойства со сложной временной структурой;

- Испытания макета калориметра из девяти кристаллов на пучке электронов показали его удовлетворительное энергетическое, и хорошее координатное разрешения.

В проведенных исследованиях и обсуждениях полученных результатов принимало участие значительное число научных сотрудников, инженеров и техников. Без хорошей работы персонала синхротрона невозможно было бы получение качественных результатов. Всем им я приношу благодарность. Отдельно я выражаю признательность Г.Н. Дудкину, В.Н. Епонешникову, В.А. Трясучеву, и В.Н. Падалко, с которыми были получены первые научные результаты. Я благодарю Б.Н. Калинина, Г.А. Саруева, А.П. Потылицина, Г.А. Науменко, И.Е. Внукова, А.Н. Табаченко и А.И. Фикса, принимавших участие на отдельных этапах работы, \В.А.Филимонова], который многое дал мне для понимания проблем нуклон-нуклонного взаимодействия в ядрах, \Р.А.Эрамжяна\ который оказал в свое время моральную и фактическую поддержку в проведении фотоядерных исследований на Томском синхротроне. Но особенно я признателен Е.Н. Шувалову, непременному участнику почти всех представленных в диссертации экспериментальных исследований и И.В. Гла-ванакову за активное участие в последних экспериментах.

1. R.Machleidt, LANL, nucl-th/00090055, 2000

2. В.И. Кукулин, Сборник трудов, посвященный памяти Р.А. Эрамжя-на "Современные проблемы физики ядра и частиц", РАН, ИЯИ, М, (1999) 159

3. Т. Эриксон, В. Вайзе, Пионы и ядра, М., Наука (1991) 55

4. Г. Бете, Теория ядерной материи, М., "Мир" (1974) 238с.

5. Р.И. Джибути, Динамические корреляции нуклонов в атомном ядре, Тбилиси, Изд. "Мецниереба" (1981) 144 с.

6. W.K. Panofsky, R.L. Aamondt, J. Hadley, Phys. Rev. 81 (1951) 565

7. C. Levinthal, A. Silverman, Phys. Rev. 82 (1951) 822i

8. C. Giusti, F.D. Pacati, Nucl.Phys. A641 (1998) 297

9. C. Giusti et al., Selectivity of the uO(e,e'pp) reaction to discrete final states. LANL, nucl-th/9709021, 1997

10. C. Giusti et al., Short-range and tensor correlations in the160(e, e'pp) reaction. LANL, nucl-th/9903065, 1999

11. J. Rycebusch, D. Debruyne at al., Meson and Isobar of Freedom in Ae,e'p) reactions at 0.2 < 0.S(GeV/c)2. LANL, nucl-th/9904011, 1999

12. D. Knodler, H. Miither, P. Gzerski, Nucleon-Nucleon Correlations and Two-Nucleon Currents in Exclusive (e, e'NN) Reactions. LANL, nucl-th/9909051, 1999

13. G. Rosher, Conference on Pespectives in Hadronic Physics. World Scientific, Singapure (1998) 185

14. C.J.G. Onderwater, Investigation of short-range correlations using the 1бО(е, e'pp) reaction, Ph.D. thesis, Vrije Unversiteit, Amsterdam (1998) 123 p.

15. J.A. Templon. Studiung Short-Range Dinamics in Few-Body Systems. LANL, nucl-ex/9902008, 1999

16. Jafferson Lab Hall A Collaboration: N. Liyanage at al., The reaction dynamecs of the 160(e, e'p) cross section at high missindg energies. LANL, nucl-ex/0009017, 2000

17. Б.Б. Говорков, Труды межд. конф. по аппаратуре в физике высоких энергий, Дубна, т.1 (1971) 389

18. Ю.А. Александров, А.В. Куценко и др., ПТЭ N.5 (1965) 45

19. В.Н. Крышкин, Б.В. Шулик, ПТЭ N.5 (1969) 38

20. Л.О. Абрамян и др., ЯФ т.18 (1973) 817

21. Ю.Н. Адищев, Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, ПТЭ N.6 (1976) 140

22. Я.С. Еленский. Краткие сообщения по физике N.8 (1978) 41

23. V.Hemmi et al., NIM 56 (1967) 213

24. M. Hayashi et al., NIM 94 (1971) 297

25. H. Dibon et al., NIM 120 (1974) 437

26. A.C. Белоусов и др., Черенковские спектрометры полного поглощения, Препринт ФИ АН СССР, М., N.100, 1973, 41 с.

27. B.C. Бекренев, С.П. Круглов, А.И. Щетковский, ПТЭ N.1 (1969) 25

28. Ю.Н. Адищев, Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, ПТЭ N.3 (1975) 46

29. B.C. Бекренев, С.П. Круглов, В.А. Щагельский и др., Труды межд. конф. по аппаратуре в физике высоких энергий, Дубна, т.1 (1971) 444

30. Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, ПТЭ N.2 (1973) 64

31. Ю.Н. Адищев, Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов. Черенковские спектрометры с использованием ФЭУ-49 во временном и спекрометрическом режимах. Труды Всес. Конф. "Разработка и практическое применение электронных ускорителей. М (1975) 296

32. Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, В.А.Трясучев ЯФ, т.19 (1974) 311

33. Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, В.А.Трясучев, Письма в ЖЭТФ т.18 (1973) 2631.tt, al Nuovo Cimento 9 (1974) 452

34. Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, Письма в ЖЭТФ т.23 (1976) 86

35. F.L. Milder et al., Neutral pion photoproduction from complex nucleinear threshold. Photopion nuclear physics. N.Y.; L.: Plenum press (1979) 245

36. P. Argan et al., Phys. Rev. C21 (1980) 1416

37. G.W. Dodson et al., Phys. Rev. C26 (1982) 2548

38. G.N. Dudkin, V.N. Eponeshnikov, Yu.F. Krechetov et al., NIM A248 v (1986) 154О

39. Г.Н. Дудкин, Ю.Ф. Кречетов, В.В. Спиридонов, ВАНиТ, сер.: Общ. и яд. физ. вып. 2(27) (1984) 44

40. I.V. Glavanakov, V.N. Eponeshnikov, Yu.F. Krechetov et al., Phys.Lett. B178 (1986) 155

41. И.В. Главанаков, А.П. Дейнеженко, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов и др. ЯФ т.45 (1987) 3

42. И.В. Главанаков, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов и др., ВАНиТ, сер.: Общ. и яд. физ. вып.1(41) (1988) 32

43. И.В. Главанаков, А.П. Дейнеженко, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов и др., ЯФ т.50 (1989) 1516

44. Н.В. Рабин, ПТЭ N.1 (1992) 12

45. Де Бор К. Практическое руководство по сплайнам. М.: Радио и связь (1985) 179

46. В. Идье, Д. Драйард, Ф. Джеймс и др., Статистические методы в экспериментальной физике. М.: Атомиздат (1976) 17, 94-99

47. Д. Худсон, Статистика для физиков. М.: Мир (1967) 202

48. Э. Сейдж, Дж. Меле Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. М.: Связь (1976)

49. И.В. Главанаков, Ю.Ф. Кречетов, O.K. Сайгушкин Е.Н. Шувалов, ПТЭ N.3 (1999) 66

50. Programme of the International Workshop on Heavy Scintillators for Scientific and Industrial Applications, Sept. 22-26, 1992, Chamonix, France.

51. A.K. Кириллов и др., Программа расчета методом Монте-Карло электронно-фотонных ливней в гетерогенных асимметричных средах, 80/6, КАСКАД. М., ВНТНЦ, 02.82.50.30754 (1985).

52. V. Samsonov et al., R&D on NaBi(WO^}2 Crystal for High Energy Physics EM-calorimeters, Progr. of the Intern. Workshop on Heavy Scintillators for Scientific and Industrial Applications, Sept. 22-26, 1992, Chamonix, France.

53. M. Korzhik et al., New Fast and Heavy NaBi(W04)2 Scintillators: Spectroscopy and Radiation Resistance, Progr. of the Intern. Workshop on Heavy Scintillators for Scientific and Industrial Applications, Sept. 22-26, 1992, Chamonix, France.

54. L. Nagornaya et al., Fast Scintillators Based on Large Heavy Tungstate Single Crystals, Progr. of the Intern. Workshop on Heavy Scintillators for Scientific and Industrial Applications, Sept. 22-26, 1992, Chamonix, France.

55. W. van Loo. Phys. Stat. Sol. A28 (1975) 227.

56. F.A. Kroger. Some Aspects of the Liminescence of Solids, Elsevie Publishing Company INC, NY, 1948.

57. B.E. Карапетян и А.В. Морозов, Изв. АН СССР, сер. Неорганические материалы 4(11) (1968) 2039

58. В.Г. Васильченко, В.Н. Рыкалин, Препринт ИФВЭ 85-153, Серпухов (1985)

59. G.A. Akopjanov, A.V. Inyakin, V.A. Kochanov et al., NIM, 140, N.3 (1977) 441

60. F. Blanchi, E. Castelli, P. Checcia et al., NIM, A279, N.3 (1989) 473

61. И.С. Байчев, H.B. Мохов, B.K. Семенов, Препринт ИФВЭ 85-36, Серпухов (1985)

62. C.Yu. Amosov, B.N. Kalinin, Yu.F. Krechetov et al., Study of temperature depedence of light yield from NaBi(W04)2. Preprint of NPI at TPU 2/93 (1993) Tomsk; NIM A350 (1994) 204

63. B.N. Kalinin, Yu.F. Krechetov, A.M. Kolchuzhkin et al., The investigation test of a model of EM-calorimeter on the NaBi(W04)2 crystals. Preprint of NPI at TPU 1/94 (1994) Tomsk; NIM A361 (1995) 157

64. Б.Н. Калинин, В.М. Кузнецов, Г.А. Саруев, ПТЭ N.3 (1978) 45.

65. М.С. Козодаев, А.А. Тяпкин, ПТЭ N.7 (1956) 21.

66. Люк К.Л. Юан, By Цзянь-Сюн, Принцыпы и методы регисррации элементарных частиц, М., ИИЛ, 1963, 343 с.

67. Н.Г. Афанасьев, Рассеяние электронов высоких энергий на легких и тяжелых ядрах, Докторская диссертация, Харьков (1966) 308

68. Ю.Ф. Кречетов, С.В.Колмогорова, Г.А.Саруев, Тез.докл.ХХХШ Всес. Сов. по ядерной спектроск. и структуре ядра. Ленинград (1983) 379

69. Ю.Ф. Кречетов, С.В.Колмогорова, Г.А.Саруев, Сб.: Физика атом, ядра и эл. частиц, М., ч.2 (1983) 114

70. Ю.Ф. Кречетов, С.В.Колмогорова, Г.А.Саруев, Известия вузов СССР, сер. Физика, N.340-83 деп. (1983) 67

71. Ю.Ф. Кречетов, С.В.Колмогорова, Г.А.Саруев, ВАНиТ, сер.: Общ. и яд. физ. вып.1(22) (1983) 67

72. И.Е. Внуков, М.Н. Гуштан, И.В. Главанаков и др., Письма в ЖЭТФ, т.43, вып. 11 (1986) 510;

73. ВАНТ, Серия: Общая и ядерная физика, Вып.2(35) (1986) 75; ЯФ, Т.47 (1988) 913

74. Н. Arenhovel, Z.Phys. А302 (1981) 25; Nucl. Phys. A34 (1982) 521; Nuovo Cim., 1983, 76A, 256.

75. Combi A., Mosconi В., Ricci P., Phys. Rev. C26 (1982) 2358; Journ. of Phys. G10 (1984) Lll.

76. J.S. Levinger, Nuclear photodesintegration, Oxford University Press, London, 1960

77. M.I. Levchook, Preprint of Inst, of Phys. BSSR Ac.of Sci. N.567/1990

78. W. Jaus, W.S. Woolcock, Nucl. Phys. A472 (1987) 685

79. F.F. Liu et al. Phys. Rev. B138 (1965) 1443

80. И.Е. Внуков, И.В. Главанаков, Б.Н. Калинин и др., Письма в ЖЭТФ т.60, вып.8 (1994) 560

81. P.O. Авакян и др. Изв. АН Арм.ССР, т.Ю (1975) 61

82. Внуков и др., Изв. ВУЗов, Физика, N.16 (1991) 21.

83. А.П. Комар, С.П. Круглов, И.В. Лопатин, Измерение полной энергии пучков тормозного излучения от электронных ускорителей, 1972, Ленинград, Наука.

84. M.L. Rustgi et al., Phys. Rev. 120 (1960) 1881

85. R. Vyas, M. Chopra, M.L. Rustgi, Phys. Rev. C25 (1982) 1801

86. N. Pandey, M.L. Rustgi, Phys. Rev. C32 (1985) 1842

87. M.L. Rustgi, L.N. Pandey, A. Kassae, Phys. Rev. C33 (1986) 1823

88. K.M. Schmitt, H. Arenhovel, Few-Body Systems. 7 (1989) 95

89. J.M. Lage, Nucl. Phys. A312 (1978); Can. J. Phys. 62 (1984) 1046

90. P.E. Argan et al., Phys. Rev. Lett. 29, N.17 (1971) 1191

91. P.E. Argan et al., Nucl. Phys. A296 (1978) 373

92. В.Н. Стибунов, Исследование фотообразования пионов на ядрах с вылетом нуклоно. Автореферат канд. диссертации, Томск, 1974, 19с.102103104105106107108109110 111112113114115116117118

93. П.С. Ананьин, И.В. Главанаков и др., Известия Вузов (Физика) N.5 (1979) 121

94. К. Baba et al., Measurement of the Separation Energy Distribution in Pion Photoproduction from Carbon. Preprint HUPD-7512, Hirosima, Japan, 1975, 9p.

95. П.С. Ананьин и др., ПТЭ N.5 (1977) 51

96. A. Zucchiatti, М. Sandore and E. Durante, NIM 129 (1975) 467

97. A.S. Penfold, I.E. Leiss. Analysis of photocross section. Univ. Illinois, 1958

98. H.A. Бодин, Оценка параметров распределения по группированным выборкам, Труды мат. инст. АН СССР, 1970, С XI

99. H. Hubbell, Proton cross section attenuation coefficients and energy absorption coefficients from 10 KeV to 100 GeV, NSRDS-NBS 29, Washington, 1969

100. B. Локк, Д. Миздей, Физика частиц промежуточных энергий, М., Атомиздат, 1972, 288 с.

101. F. Carbonara et al., Nuovo Cim. bf A36, N. 3 (1976) 219

102. П.В. Сорокин, Труды II Семинара: "Эл.магн. взаимодействия ядер при малых и средних энергиях", М., Наука (1973) 348

103. Ю.П. Антуфьев и др., УФЖ т.14, N.3 (1969) 499

104. Ю.П. Антуфьев и др., ЯФ т.1, вып. 3 (1971) 473

105. Ю.П. Антуфьев и др., УФЖ т.17, N.6 (1972) 928

106. F.H. Heimlich et al., Nucl. Phys. A228 (1974) 340

107. B.C. Барашенков, В.Д. Тонеев, Взаимод. высокоэнергетических частиц и атомных ядер с ядрами, М., Атомиздат, 1972, 648 с.

108. A. Lansford et al., Nucl. Phys. A113 (1968) 433

109. R.R. Sillbar, M.M. Sternheim, Phys. Rev. C8 (1973) 492119120121 122123124125126127128129130131132133134135

110. Г. Челлен, Физика элементарных частиц, М., Наука, 1966, 555 с.

111. С. Guaraldo et al., The pion-induced Knock-out reactions on 4 He, Preprint LNF-77/27 (p), Frascati, 1977, lip.

112. V. Shamai et al., Phys. Rev. Lett. 36 (1976) 82

113. J.M. Laget, Nucl. Phys. A149 (1972) 81

114. C. Jakob and Th.A.J. Maris, Rev. Mod. Phys. 45, N.l (1973) 6

115. C. Jakob and Th.A.J. Maris, Nucl. Phys. 31, N.l (1962) 139

116. M. Гольдбергер, К. Ватсон, Теория столкновений, М., Мир, 1967, 823 с.

117. R. Serber, Phys. Rev. 72 (1947) 1114

118. С.A. Engelbrecht, Phys. Rev. 133, N.4B (1964) 9881.ndolt-Bornstein (Numer. Data and Functional Relationships in Science and Technology, Photoproduction of Elementary Particles), Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York bf 8 1973

119. T.W. Donnely, I.D. Walechka, Phys. Lett. 1344, N.4 (1977) 330

120. B.K. Федянин, Электромагнитная структура ядер и нуклонов, М., Высшая школа, 1967, 173 с.

121. K. Kerman et al., Ann. of Phys. 8, N.4 (1959) 551

122. K.M. Frank, I.L. Gammel and K.M. Watson, Phys. Rev. 101, N.2 (1956) 891

123. R.I.Jibuti, T.I. Kopaleshvili, Nucl. Phys. 55 (1964) 337

124. K.A. Bruekner, R. Serber and K.M. Watson, Phys. Rev. 84 (1951) 258

125. Review of Particle Properties (Particle Data Group), Rev. of Mod. Phys., 45, N.2, Part II (1973)

126. I. Ciacommelli, P. Pini, S. Stagni, High-Energy Reaction Analysis Group, CERN-HERA, N.69-1 (1969) 113137138139140141142143144145146147148149150151152153154155

127. M.L. Гольдбергер, Phys. Rev. 74, N.10 (1948) 1269

128. R.N. Landau and M. Mk.Millan, Phys. Rev. C8 (1973) 2094

129. H. Uberall, Electron Scattering from Comlex Nuclei, N.4, Academic Press, London, 1971

130. A.П. Антуфьев, В.Jl. Агранович и др., ЯФ т.21, вып.6 1975, 1206

131. Э.Л. Купленников, Н.Г. Афанасьев и др., ВАНиТ, ХФТИ вып.1(3) (1973) 72

132. R.R. Wilson, Phys. Rev. 86, N.6 (1952) 125

133. H.С. Гулькаров, Исследование ядер электронами, М., Атомиздат, 1977, 208 с.

134. Angeli, М. Csatlos, Atomki Kozlemenyck (Hungary), 20, N.l (1978) 1

135. Д. Элтон, Размеры ядер, М., ИЛ, 1962, 160 с.

136. B.Ю. Гончар, Е.В. Инопин, В.Н. Куприков, УФЖ т.22, N.22 (1977) 2059

137. П.С. Ананьин, И.В. Главанаков, М.Н. Гуштан, ЯФ т.36 (1982) 292 И.В. Главанаков, ЯФ т.50 (1989) 1231 И.В. Главанаков, ЯФ т.42 (1989) 91

138. C.I. Morris, J.D. Zumbro, J.A. McGill et al., Phys. Lett. B419 (1998) 25; E.A. Pasyuk, R.L. Boudrie, P.A.M. Gramet al., LANL, nucl-ex/9912004, 1999

139. A. Malecki, P.Picchi, Lett, al Nuovo Cim. 8, N.l (1977) 16 R.J. Jastrow, Phys. Rev. 98, N.5 (1955) 1479

140. Р.И. Джибути, P.Я. Кезерашвили, ЯФ т.20, вып.1 (1974) 33 Р.И. Джибути, Р.Я. Кезерашвили, ЯФ т.22, вып.5 (1975) 975

141. B.А. Карманов, И.С. Шапиро, ЭЧАЯ, т.9, вып.2 (1978) 327

142. С.М. Берсенев, Г.Н. Дудкин, В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, Н.И. Саблин, .А. Трясучев, Известия ТПИ (Вопросы физики элементарных частиц) Изд. ТГУ т.278 (1975) 53

143. В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, В.Н. Падалко, Известия АН СССР (серия физическая), т.42, N.7 (1978) 1552

144. В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, С.А. Каричев, Сб. Проблемы ядерной физики и космических лучей, Харьков, "Вища школа" вып.11 (1979) 49

145. В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, С.А. Каричев, Тезисы докл. XXYIII Совещ. по ядерной спектр, и структуре атомного ядра (Алма-Ата, 1978 г.) Ленинград (1978) 255

146. В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов, Письма в ЖЭТФ т.29, вып.7 (1979) 442

147. В.Н. Епонешников, Ю.Ф. Кречетов. Изучение реакции (7,7г°р) на ядрах в широком диапазоне переданных мпульсов. ВАНиТ, сер.: Общ. и яд. физ. вып.1 (11) (1980) 12

148. I.V. Glavanakov, Yu.F. Krechetov, Proceed, of the 9th Seminar Electromagnetic Interactions of Nuclei at Low and Medium Energies, Moscow, Sept. 20-22 (2000) 151

149. P.E. Argan, G. Audit, N. De Botton et al., Phys. Rev. Lett. 29 (1972) 23

150. П.С. Ананьин, И.В. Главанаков, В.Н. Стибунов, ЯФ т.23 (1976) 298

151. И.В. Главанаков, В.Н. Стибунов, ЯФ т.ЗО (1979) 897

152. P.O. Авакян, И.Х. Косаков, Ж.В. Петросян, A.M. Сирунян, Изв. АН АрмССР. Физика т. 14 (1979) 161

153. I. Arai, H. Fujii, S. Homma et al., J.Phys. Soc. Japan 45 (1979) 1

154. П.С. Ананьин, И.В. Главанаков, ЯФ т.52 (1990) 323

155. J.A. MacKenzie et al., Phys.Rev. C54 (1996) R6

156. Pham et al., Phys.Rev. C46 (1992) 621

157. J.I. Johansson, H.S. Sherif, Nucl. Phys. A575 (1994) 477

158. C. Bennhold, Li Xiaodong, L.E. Wright, Phys.Rev. C48 (1993) 816

159. И.В. Главанаков, ВАНиТ.Сер.: Общая и ядерная физика. Харьков Вып. 1(34) (1986) 94

160. А.С. Белоусов, Я.А. Ваздик, Е.И. Малиновский и др., О стабильности NaJ(Tl) спектрометра с фотоумножителем ФЭУ-49 при высоких скоростях счета, Препринт ФИАН, N.262 (1982) 19 с.

161. C.J. Batty, Nucl. Phys. 23 (1961) 562

162. И.В. Главанаков, ЯФ т.31 (1980) 342

163. Y. Futami, J. Suzumura, Prog, of Theor. Phys. 66 (1981) 534

164. H. Genzel, P. Joos, W. Pfeil, Photoproduction of Elementary Partiicles, Berlin-Heidelberg-New York, 1973

165. И.В. Главанаков, ЯФ т.35 (1982) 875.

166. G. Horlacher, H. Arenhovel, Nucl. Phys. A300 (1978) 348

167. И.В. Главанаков, Ю.Ф. Кречетов, Г.А. Саруев, Е.Н. Шувалов, ВАНиТ.Сер.: Общая и ядерная физика. Харьков Вып. 1(41) (1988) 84

168. И.В. Главанаков, Ю.Ф. Кречетов, И.В. Стибунов, Электромагнитные взаимодействия ядер при малых и средних энергиях. Труды

169. VII семинара. М. (1990) 103

170. И.В. Главанаков, Ю.Ф. Кречетов, И.В. Стибунов, Электромагнитные взаимодействия ядер при малых и средних энергиях. Труды

171. VIII семинара. М. (1992) 143

172. И.В. Главанаков, Ю.Ф. Кречетов, А.В. Моисеенко, Е.Н Шувалов, ЯФ, т.61, N.12 (1998) 2175186187188189190191192193194195196197198199200 201 202

173. A.M.Green, Rep.Progr.Phys. 39 (1976) 1109

174. H.J. Weber, H. Arenhovel, Phys. Rep. 36 (1978) 277

175. С.Б. Герасимов, Письма в ЖЭТФ 14 (1971) 385

176. S. Jonsson et al. Phys. B81 (1979) 308

177. H.J. Weber, Lect. Notes in Physics 108 (1979) 457

178. M:R. Anastasio, A. Faessler, H. Muther et al., Nucl. Phys. A322 (1979) 369

179. G. Horlacher, H. Arenhovel, Nucl. Phys. A300 (1978) 348

180. A.I. Amelin, M.N. Behr, B.A. Chernyshov et al., Phys. Lett. B337 (1994) 261

181. C.I. Morris, J.D. Zumbro, J.A. McGill et al., Phys. Lett. B419 (1998) 25;

182. E. A. Pasyuk, R. L. Boudrie, P.A.M. Gram et al., LANL, nucl-ex/9912004, 1999r

183. H.J. Lipkin, T.-S.H. Lee, Phys. Lett. B183 (1987) 22 J.M. Laget, Preprint Saclay, DAPNIA/SPhN 95-44, 1995 M.Kuss et al., Mainz Proposal, Al Collaboration, 1994

184. B. Berman et al., CEBAF Proposal PR93-044, 1993

185. K.L. Blomqvist, W.U. Boeglin, R. Bohm et al., Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 2396

186. M. Liang, D. Branford, T. Davinson et al., Phys. Lett. B411 (1997) 244

187. G.M. Huber, G.J. Lolos, E.J. Brash et al., (The TAGX Collaboration), LANL, nucl-ex/9912001, 1999

188. A. Fix, I. Glavanakov, Yu. Krechetov, Nucl. Phys. A646 (1999) 417203204205 206 [207 [208 [209 [210 [211 [212 [213 [214 [215 [216 [217 [218 [219 [220 [221 [222

189. A.I. Fix, I.V. Glavanakov, Yu.F. Krechetov, O.K. Saigushkin, A.N. Tabachenko, E.N. Schuvalov. Photopion reactions on deltas preexisting in nuclei, LANL, nucl-ex/9912013 (1999)

190. R. Carrasco, M.J. Visente Vacas, and E. Oset. Nucl. Phys. A570 (1994) 701

191. R. Carrasco and E. Oset, Nucl. Phys. A536 (1992) 385

192. E. Oset and L.L. Salcedo, Nucl. Phys. A468 (1987) 631 N.B.Wallace et al., Phys. Rev. Lett. 74 (1995) 3732

193. C.E. Carlson, Phys. ReV. D34 (1986) 2704 T. Lamparter et al., Z. Phys. A355 (1996) 1 P.D. Harty et al., Phys. Rev. C57 (1998) 123

194. V. Glavanakov, Phys. Atom. Nucl. 63 (2000) 2091 И.В. Главанаков, ЯФ 31 (1980) 181

195. Y.Futami, J.Suzumura, Prog, of Theor. Phys. 66 (1981) 534 R.M.Frank, J.L.Gammel, K.M.Watson, Phys. Rev. 101, (1956) 891 K.Baba, I.Endo, M.Fujisaki et al., Nucl. Phys. A306 (1978) 292 K. Baba, I. Endo, M. Fujisaki et al., Nucl. Phys. A322 (1979) 349

196. F.X. Lee, Phys. Rev. D57 (1998) 1801

197. T.M. Aliev, A. Ozpineci, M. Savci, LANL, hep-ph/0002228, 2000

198. D.B. Leinweber, T. Draper, R.P. Woloshyn, Phys. Rev. D46 (1992) 3067

199. M.N.Butler, M.J.Savage, R.P.Springer, Phys. Rev. D49 (1994) 3459

200. H.C.Kim, M. Praszalowicz, K.Goeke, Phys. Rev. D57 (1998) 2859

201. W. Strueve, Ch.Hajduk, P.U.Sauer and W.Thies, Nucl. Phys. A465 (1987) 651

202. R.Cenni, F.Conte, U.Lorenzini, Phys. Rev. C39 (1989) 1588

203. I. Glavanakov, Yu. Krechetov, A. Fix. Photopion reactions on deltas preexisting in nuclei. Preprint NPI TPU, Aug., 1998,

204. NL, nucl-th/9808028 (1998)

205. A. Fix, I. Glavanakov, Yu. Krechetov, O. Saigushkin and E. Shuvalov. Pion-proton pairs photoproduction on 12C and isobar configurations in nuclei, PANIC99, Uppsala, Sweden, June 10-16 (1999) Book of Abstracts.

206. B.M. Быстрицкий, И.В. Главанаков, P. Грабмаер, Ю.Ф. Кречетов, O.K. Сайгушкин, А.Н. Табаченко, А.И. Фикс, Е.Н. Шувалов, Письма в ЖЭТФ т.73, N.9 (2001) 513

207. V.M. Bystritsky, A.I. Fix, I.V. Glavanakov, P. Grabmayr, Yu.F. Krechetov, O.K. Saigushkin, E.N. Schuvalov, A.N. Tabachenko, Search for the Д++ component in 12C ground state using 12C(7, 7r+p) reaction, LANL, nucl-ex/0112013 (2002)

208. V.M. Bystritsky, A.I. Fix, I.V. Glavanakov, P. Grabmayr, Yu.F. Krechetov, O.K. Saigushkin, E.N. Schuvalov, A.N. Tabachenko, Nucl. Phys. A705, N.1,2 (2002) 55

209. Ю.Ф. Кречетов. Изучение динамических свойств ядер на малых межнуклонных расстояниях. Известия вузов, сер. Физика, N. 9 (2002) 6