Взаимодействия ядер кислорода, кремния и серы при релятивистских энергиях с ядерной фотоэмульсией тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЁСПУЁЛЙКЙ УЗБЕКИСТАН

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ НПО „ФИЗИКА — СОЛНЦЕ"

ГГТ 01 им. С. А. АЗИМОВА '. 1 V) . 4

... На правах рукописи

УДК 539—12

НАВОТНЫЙ Вадим Шименовнч

Взаимодействия ядер кислорода, ссремниа и серы при релятивистских энергиях с ядерной фотоэмульсией

01.04.16—Физика ядра и элементарных частиц

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на сонсканне ученой степени доктора фнзнко-математнческих наук

Ташкент—1993

Работа выполнена в лаборатории высоких энергий Физико-технического института НПО „Физика-Солнце" имени С. А. Азимова АН Республики Узбекистан.

Научный консультант:

доктор физико-математических наук, профессор К. Г. Гуламов

Официальные оппоненты:

член-корр. HAH Республики Казахстан, доктор физико-математических наук, профессор Э. Г. Боос локтор физико-математических наук, профессор В. В. Глаголев доктор физико-математических наук, профессор Л1. М. Муминов

Ведущее научно-нсследовательское учреждение:

Научно-исследовательский институт ядерной физики Московского государственного университета

J-Uk&V^ 1993 г#

Автореферат разослан

Защита диссертации состоится 1993 г. в

„ У'^/ " часов на заседании специализированного совета Д 015.03.21 при Физико-техническом институте НПО .Физика-Солнце" АН РУз (700084. г. Ташкент, ул. Г. Мавлянова 2).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФТИ НПО „Физика-Солнце" АН РУз.

Ученый секретарь

специализированного совета доктор технических наук

Авезбй

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований неупругих тшшодействпй релятивистских ядер с ядрами обусловлена рядом обстоятельств, вытекающих по ралвития фиоики высоких энергий. К ним несомненно можно отнести:

Иредскахзание квантовой хромодинамики о фаловом переходе при высоких плотностях энергии в новое состояние вещества -кварк-глюонную плаому. Весьма важно исследовать характеристики высокотемпературной плотной ядерной материи, что в свою очередь, может прояснить такие фундаментальные вопросы как природа конфайнмента. и процесс спонтанного нарушения Епр тль-нон симметрии. Критические явления, которые могут возникать вблгои фаоовоп границы, имеют также отношение и к вопросам космологии;

- Трудности, свяоанные с решением проблемы множественного рождения частиц привели к ясному пониманию, что механизм процесса свяоан со строением элементарных частиц п пространственно-временной структурой их воаимоденствия. Это, в свою очередь, привело к идее испольоовання атомных ядер п качестве уникального аналиоатора этой структуры.

Современное состояние исследований по фиоике воаимодей-ствий'релятпвистских ядер с ядрами требует проведение экспериментов большого объема В широком диапазоне первичных энергий и снарядов, поиска и применения чувствительных к механиому рождения методов аналиоа данных, количественной проверки различных моделей явления.

Цель работы

• Получение нового и иначительного по объему экспериментального материала по воаимо^ецствиям релятивистских ядер' с ядрами при существующих ускорительных энергиях, характериоующегося широким диапазоном первичных энергий, исполюуомых ядер-снарядов, единообразием условий проведения и аналиоа экспериментов;

л

• Систематический анализ различных характеристик . ядро-ядерного взаимодействия и поиск и исследование нестатистических явлений при множественном обраповании частиц;

• Количественная проверка рашшчных модельных подходов к теории взаимодействия ядер и определение области их применения.

Новиона работы. На основе единообразного анализа неупругих соударений ядер кислорода, кремния и серы с начальными онергиями 3.7,14.0, 60 и 200 А ГэВ с ядрами фотоэмульсии установлен ряд новых эмпирических закономерностей ядро-ядерных взаимодействий. Экспериментальные данные, полученные на экспериментальном материале с суммарной статистикой более 5 тысяч событий, в подавляющем большинстве случаев являются новыми. Предложен и апробирован ряд новых методов анализа данных, полученные с их помощью результаты позволили обнаружить новые закономерности множественного рождения частиц. Проведено сравнение данных со струнными моделями но широкому спектру характеристик и установлены границы применимости рассматриваемых моделей.

Научная п практическая ценность. Результаты диссертационной работы дают обширный фактический материал для апробации теоретических подходов к проблеме множественного рождения частиц в ядро-ядерных взаимодействиях при высоких онер-гнях и могут быть использованы для построения теории сильного взаимодействия и при планировании будущих экспериментов на новом поколении ускорителей релятивистских тяжелых ионов. Предложенные методы анализа позволяют анализировать различные стадии процесса образования частиц.

Ряд опытных данных о характеристиках частиц, рожденных в соударении п от фрагментации снаряда и мишени, могут иметь приложения в теории образованна Вселенной, радиационной физике, задачах, связанных с безопасностью космических полетов.

Апробация работы и публикации. Результаты работы представлялись на XVII - XXII Международных симиооиумах по многочаст1П!!ой динамике, Европейских конференциях но фиопке высоких энергий в 1988 - 1992 годах, на 20 - 22 Международных конференциях по космическим лупам, на Международных спмпо-оиумах по ядерным столкновениям .три высоких энергиях п кварк-глюонноп плалмс в 1989 и 1991 годах, на конфоренцплх "КкНрковая материя" в 1988 - 1992 годах, на ряде Международных конференций, симпозиумах я семинарах по коррелялшт и перемежаемости в 1988 - 1992 годах.

По материалам диссертации опубликованы 33 научные работы, список и конце автореферата.

На оащиту пыносятсл следуетиио окмапы«' результаты.

1. Данные систематического аналшза вгзаимодейстппй ядг;> кислорода (Еа = 3.7, И.6, 60, 200 А ГпВ), кремния. (Fa=M.G Л ГоВ) и серы (£?0=200 Л ГэВ; в ядерной фотсомуш.спт!, -.!?"ш:ци<-ся мио-жественноотей и угловых распределений раолпччых типов оаря-женных частиц, корреляций а нестатпстпчоских О'туктуацил.

2. Данные апробации п применения к аналиоу соударений новых методов анализа множественных процессов я фрагментаипи ядер - стохастическая эмиссия, метод флкгориальных момеитоп, муль-тифрактальность.

3. Результаты беомодельных предсказаний основных характеристик рожденных частиц дла тяжелых сталкивающихся систем (™РЬ+ итРЬ,-19Ми+ 197 Au) для нужд планирования будущих ¡экспериментов, которые начнутся в ближайшее время.

4. Результаты количественного сопоставления предскаоаипя струнных моделей (FRITIOi*1, MCFM) с экспериментальными данными, критического аналшза очпх моделей п установления пределов их применимости.

Объем и структура работы. Диссертация состоит по введения, пятя глав, оаключенпя и списка литературы - всего 176 страниц, включая 03 рисунка, 15 таблиц и библиографию по 211 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации дается краткое обоснование актуальности исследуемой проблемы и сформулированы цели работы.

Во второй главе диссертации рассмотрены фиоические процессы, протекающие при ядро-ядерном столкновении при высоких внергиях. Описана геометрия и иростралствешю-временная картина столкновения, при втом покапано, какие экспериментально • наблюдаемые характеристики ассоциируются с различными стадиями процесса взаимодействия.

В диссертационной работе с экспериментальными данными сравниваются две модели: FRITIOF и MCFM, различающихся способами формирования и фрагментации струн. Подробно рассмотрены предположения, лежащие в основе моделей.

Большая часть главы посвящена анализу экспериментальных . результатов, полученных электронными методами и недоступных методу ядерных фотоэмульсий анализ которых позволяет заклю-чпть, что в ядро-ядерном столкновении формируется расширяющаяся и очень плотная* система с коллективными свойствами, которая отличается по многим параметрам от элементарных адрон-адронных реакций.

В третьей глане диссертации положены сведении об экспериментальном материале, анализируемом в работе.

Экспериментальный материал диссертационной работы состоит но 7 ансамблей соударений релятивистских ядер с ядерной фотоэмульсией с общим числом событий более 5 тысяч. Работа выполнена в рамках международных экспериментов CERN/EMU01 и BNL/AGS Е-815. Автор пользуется случаем выразить глубокую признательность коллегам но совместной работе.

В эксперименте использованы два метода облучения: горизонтальное - стандартные стопки ядерных фотоэмульсий, и вертикальное - эмульсионные камеры. В части камер в качестве мишени была использована золотая фольга. Облучения были проведены на

б

ускорителях в Дубне |1вО; Е = 3.7Л ГоВ], AGS (Брукхойвен,СИ1А) [leO,25St;tf = 14.6Л ГоВ] и SPS (ЦЕРН,Швейцария) [180,32S;E = 60,200Л ГоВ].

Отбор, обработка и аналш событий во всех случаях проводился единым обраоом.

В диссертации описаны:

1. Методика просмотра и угловых иомерення для горйоонталь-ного метода, при отом была достигнута точность не хуже 0.1 мрад. Для эмульсионных камер достигнута уникалчт точность - 0. 01 единиц быстроты. .

2. Техника идентификации оаряженных частиц раоличных типов.

3. Поправки на конверсию е+е~ пар для реакций 3JS-f 197Au.

4. Критерии удаления олектромагнитных событий.

Подробно описаны переменные, применяемые для андлява (экспериментальных данных и обоснован выбор критерия для раоде ления воаимодеиствия на центральные и периферические по величине потока оаряда и переднем направлении

агв = ЕЪ + п[ч>чг„). (1)

Здесь Zf наряд «- го наблюдаемого фрагмента (Z > 2),.и n(rj > Vzd)~ число частиц.с г? > tjzd, где rjzp = Vp + 0-30

Vp = ln({pl)tnp/2(mi)p„) (2)

где {pi) ~ 0.34 ГоВ/с, (mj_) ~ 0.37 ГоВ/с, mp = 0.94 ГоВ, p0- на- • чальный импульс. Значение 0.36 выбрано как компромисс между тем, что в выбранном конусе не слишком много рожденных пионов и вне конуса не слишком много нротонов-снектаторов.

Обычно, в эмульсионных ¡экспериментах для величины, харак-терпоующую геометрию столкновения, испольоуют N/t. В нашем эксперименте испольнуется Qzo, так как при сравнении с моделями Nh исполызовать невооможно, л Qzn легко рассчитывается; например, в модели FRITIOF известно число спектаторных протонов, но не известно, составной частью каких фрагментов они являются. „ •

В отой же главе рассмотрен оригинальный метод раодсленпя воапмодейгтний на легкой и тяжело!! компонентах омулЬсии. Этот

метод основан на расчете сечений различных чисел внутриядерных столкновений и по модели Hiayfiepa ы свааи суммарного наряда непровоавмодействовавшвх фрагментов Q с этими числами и. Показан оклад различных компонент эмульсии в сечение рождения частиц в зависимости от Q, и установлено, что, например, для 160 + Ет столкновений все события с Q < 2 происходат на тяжелых ядрах эмульсин (Вг,Ад).

В четвертой главе диссертации рассматриваются процессы

ядерной фрагментами. В первой час ти главы проанализированы данные по фрагментации ядра-мишени, ¡Здесь получены следующие основные результаты.

С изменением первичной энергии средине множественности сильноиониоующих частиц практически не изменяются. При переходе от рЕт к АЕт столкновениям множественность Ь-частиц очень слабо уменьшается и ото связано с изменением относительных вероятностей взаимодействий различных снарядов в эмульсии.

Множественность (/-частиц в ЛА-столкновенидх больше примерно в два раза но сравнению с рА, так как число выбитых нуклонов связано с числом внутриядерных столкновений.

Зависимость средних множествешшстей силышионизующих частиц от размеров ядра-мишени в параметризации (n) ~ Л? оказалась близкой к наблюдаемой в hA-реакциях u величина параметра а равна ~ 0.7.

На множественность сильноиониоующих частиц большое влияние оказывает геометрия столкновения. На рис.1 показана зависимость (пд) и (щ) от центральности столкновении Quo- При ртом не наблюдается энергетической зависимости. Множественность черных частиц несколько слабее зависит от параметра удара, чем множественность серых. Кроме того для 6-частиц наблюдается режим насыщения при значениях Qzd> соответствующих полному перекрытию двух ядер. Уже при больших параметрах удара ядро достаточно возбуждается и дальнейшее возбуждение будет оказывать ограниченное влияние на число испаряющихся частиц.

Устойчивы с энергией не только средние значении, но также и распределения но множественности д- и 6 - частиц. Ото означает, что средняя энергия, передаваемая ядру-мишени и ее распределе-

4 б Qzd

Рис. 1: Зависимость (ri,) и (пь) от Qzn для жислород-пмульсия воаймодей-ствип.

ние не меняющаяся с внергиеи характеристика воаимоделствия. Эти распределения.также не оависят и от массы мишени.

Струнные модели, применяемые для описания ядро-ядерных соударений, как правило, не воспроизводят характеристик сильнои-ониоующих частиц.

Угловые распределения 6-частиц отличаются от таковых в ЛА-соударениях, рис.2. Наблюдаемую форму угловых распределений Ь-частиц можно получить, если предположить, что источит их образования имеет небольшое продольное движение со скоростью порядка 0.01с Иолом при больших углах в такой картине возникает, если мишень имеет некоторое поперечное движение. Достаточно хорошее согласие получается, если его поперечная скорость составляет 0.1с, однако такое движение должно приводить к сильным азимутальным корреляциям, которых не было обнаружено при иоучении (^-распределений.

"^аО.ОЧ

2

* ^

• »5 гоо. * гэв

0»П! 11.6 » ГаЬ

-0 6 -02 02 06 С05 1?

о

^ 0 09

• 200. » Гай О М.6 * Г»В.

»»»I I

Л*

-01 02 СОБ $

Рис. 2: Пример угловых распределении сидьнснонииующнх частиц. Кривые па рцеунхах - фи г суммарных распределений

Данные по (/-частицам удовлетворительно аппроксимируются универсальной кривой

1 ¿п

Пд СОЗ вд

■■ 0.04ехр(0.92соз в)

(3)

совпадающей с угловыми ])аспределенияыи из прогонных реакции. 1\шзе поведение означает, что каждый нуклон-участник столкновения вносит одинаковый вклад в серые частицы независимо друг от друга.

Во зторой части главы рассмач\ дваегся фрагментация снаряда. Методика определения зарядов фрагментов-снаряда, примененная л данной работе, позволила идентифицировать заряды всех

-1 о

Об

фрагментов снаряда во всех ансамблях. Отношения вероятностей различных каналов фрагментации ядер не зависят ни от первичной онергии, ни от массового числа первичного ядра.

С другой стороны, обнаружена сильная корреляции между степенью возбуждения ядра-снаряда и шипенью, рис.3. Данные покапывают онергетическую независимость, а степень возбуждения мпшеня определяется только суммарным нарядом фрагментов, не-оа1.:-симо от их топологии. Это ооначает, что основной причиной наблюдаемых корреляций является геометрия ядро-ядерного таимо действия.

Рис. 3: 'ЧаписимостЬ (Л^) от суммарного оаряда фрагментов ^ — 1 но «?лю-ченн).

Угловое распределение а-частиц имеет приблизительно гауссову форму, с шириной н11 злвжзщей ни от онергии, ни от массы снаряда. Разм:-< отого распределения <7(0) связан с распределением поперечных импульсов фрагменте!!

где /'/¿-импульс пучка и Л^-срецняя масса ядер гелия, состоящих ио изотопов 3Яе и *Н(. Пре, юлагая соотношение между изогонами 3Яг; : = 1:3 получается Лг — 3.75. Мы нашли для 10О + Ет- взаимодействий а(р±) - 155 ±8 МпВ/с и для 32.9 + Ет (у(г±) 167 ±9 М^В/с. В статистической модели фрагментации зависимость о г м.тхы фрагментирующего ядра

А к массы фрагмента Ар определяется выражением

o\pù = olAr{*-Jr\ (Б)

причем ag — Pfjb, Pjm- максимальный фермиевский импульс нуклона в ядре. Если перед деоинтеграцией возбужденное ядро находится в тепловом равновесии с температурой Т0, тогда сг(р±) связано с температурой соотношением

mNAF{A ~ Af)

Ио полученных данных тогда получается Е0 = 8.9±0.9 МоВ ( 160 + Ет) и 9.1 ±1.0 МоВ (33S + Ет). Эти величины соответствуют средней энергии связи нуклонов в ядре » 8 МоВ. Импульс Ферми ио соотношения (5) равен » 200 МоВ и совпадает с данными ио электронных экспериментов.

В импульсном распределении а - фраг ментов имеется не îaycco-ВЫЙ вклад, который наиболее существенен для канала с образованием одного фрагмента. Каналы с образованием трех и четырех фрагментов Не или каналов типа Не + фрагмент с Z > 3 связаны только с тепловыми процессами. Дла канала с одним Не. - фрагментом имеется быстрый процесс фрагментации. Это связано с Tei!, что каналы фрагментации с множественным образованием ядер гелия могут осуществляться, в основном, в периферических соударениях. Процессы фрагментации с образованием одиночных ядер гелия более характерны для центральных ядро-ядерных соударений, в которых и наблюдается не гауссов вклад в импульсные спектры а - фрагментов.

Пятая глппц диссертации посвящена рассмотрению характеристик релятивистских частиц, рожденных в ядрб-ядерных соударениях. . .

При изучении множественного рождения в адрон-адронных столкновениях было обнаружено явление предельной фрашента-цпн, заключающееся в независимости от энергии распределений в областях фрагментации. Анализ наших данных по псевдобы-стротныы распределениям нокашш, чго предельная фрагментация имеет место и для АЛ-взанмодействии, как в области фрагментации снаряда, так и в области фрагментации мишени, рас,-4. Это

же явление иабл.одается, по отдельности, для центральных и периферических событий.

Модель РЯПЛОТ' удовлетворительно описывает спектры ро-иденных частиц, оа исключением больших 17, кз^да вносят взлад спектаторы снаряда, не учитываемые моделью.

1 Л"*;

Рпс. 1: Распределения по пс^ияобигтроте для поппподсйстнли *ясло;.чм» о омул!.с-кей:

(Л) в системе пота! мчтени; (Б) в <-<хтеме погст сларгга.

При сравнении пссвдобыстротныл распределении дли ра;злач-ны.х сталкивающихся систем при рппличных ог-. ргпях, часто бывает необходима подходящая нпрамстрлпацяя их формы. Если 1:0 входить л тонкие детали распределений, вполне удовлетворительно ^-распределения для всех ансамблей, исследуемых п работе, описываются нормальным раенр'.,-,слепнем, рис.5

Р{ч) ~ Ртгх<'-''Р [-( ',' - (7)

с тремя параметрами: щ- положение пика, рпат-ъысота распределения и а-его ширина.

Лналио покапывает,'что при испольоовании такой параметризации оанисимость ширины распределения <т от яеличины центральности игывается линейной функцией

«, = .«, {-.^аупГ/.и (8)

Рис. Б; Примеры аппроксимации функцией. Гаусса ^—распределений для центральных воанмодействий.

где для фиксированнойпервичной энергии а не зависит от взаимодействующей системы и увеличивается примерно на 10% - 20% при переходе от центральных к периферическим реакциям, что свяоано с ослаблением действия оаконов сохранения энергии в перерассеяниях и уменьшением влияния протонов снаряда в периферических реакциях. В работе определены численные значения параметров Л1 и л3 но ур.; дня рассматриваемых соударений.

Положение пика щ с хорошей точностью совпадает с ур + 0.25, где ур - быстрота с.ц.м. рр-столкновения. При переходе от центральных событий к периферическим ;/с несколько возрастает (не более 10%).

Цснольоуя о ту параметризацию, в работе сделаны предсказания для мрь+мрЬ столкновений при 160 А ГэВ, эксперименты с которыми начнутся и ближайшее время. Распределение по нсевдо-быетроте покапано на рас.6, здесь же представлено предсказание для 197Аи + 197Аи реакций при инергнп 12 А ГэВ, вычисленное аналогичным образом.

В работе проведено детальное исследование локальных флуктуации плотности псевдобыстротных распределений и показано существование событий с экстремально высокими плотностями энергии ~ 3 Го0//т3. Эгн результаты находятся в согласии с расчетами плотности анергии в КХД. Таким образом достига-

И

Рис. б: Огстраполяцнл псевдобыс! ротных распределен",;"! для:

(А), тРЬ+ тРЬ- воаимодеветви й при 160 Л Г.)П. Кривая расчет по модели

FRITIOF..

(Б), "Мм + 197Ли- воаимодгнетвпп про 12 А ГэВ.

ютсл плотности энергии в 10 - 20 pao большие, чем в основном состоянии ядерной материи и у'/хе, возможно, цост,;о'1Ны:: для образования кварк-глюопной плазмы. D модели FllJ'J'ÍOF событий с такими высоким« плотностями не обнаружено.

Средняя множественность рожденных частиц в ядро-ядерных соударениях пмест логарифмическую зависимость от пнергии, причем более сильную чем в адрон-ядерпых. Зависимость от массы мишени в параметризации (ns) ~ А? существенно сильнее (« ~ 0.5 для 1вО), чем в НА - столкновениях (а ~ 0.1). При этом « увеличивается с ростом массового числа снаряда.

Как и d протон-ядерных взаимодействиях имеется лпнейнят зависимость между Средней множественностью релятивистских частиц в ядро-ядерных и протон-протонных реакциях. Параметр наклона в такси зависимости в ЛА - столкновениях больше, что является отражением большего числа внутриядерных столкновений.

Распределения по множественности s - частиц п скейлинговых переменных не зависят от первичной энергии и определяются в значительной степени геометрией ядро-ядерного столкновения.

На рис.7 показана зависимость нормированной множественности (n,)Qzn/{n,) в зависимости от величины центральности стол-

1Г.

с

V

> 2 N * а

Л «

с

v

л "«о 3.70 А гэв О 160 1 4.6 А ГэВ Л |£0 60.0 А ГэВ А "«0 200. А ГэВ

А)

• 240

200

160

л 120

с

v

1 3

5 7 Ого

9 11

1 3 5 7 9 11 Ою

Рве. 7: А) Нормированная средняя множественность пах функция (¿го-Б) Средняя множественность в оависимостя от (¿го- Кривые - результат расчетов по модели 1'11ГП01'\

кновения Яги- Данные при всех онергиях ложатся на одну кривую. Модель РШТЮР воспроизводит общую форму спектра, но имеются небольшие отклонения, связанные с разницей между экспериментальными и модельными - распределениями. События с Ягй > в основном периферического типа с типично дифракционным поведением, имеют большую долю частиц внутри ф^у конуса. Это должно привести к положительным корреляциям между Фго и п'> чт° и наблюдается как в экспериментальных данных, так и в модели.

Широкий диапазон энергий, используемый в данной работе, по-оволяет нам, с привлечением данных при низких энергиях, рассмотреть явления, простирающиеся от физики структуры ядра до физики частиц.

Параметр удара играет существенную роль в динамической эволюции столкновения ядер и тем самым в эмиссии частиц. При параметрах удара, стремящихся к нулю, при низких онергиях ядра будут сливаться. С ростом энергии процессы слияния переходят в п' оцессы мультифрагментации. При дальнейшем уве-

личении онерг.ш становится существенным раявал ядер. Однако, начинАя с некоторого времени формирования, воорастзет прозрачность ядра для рожденных частиц. Если степень горможе-. ния будет достаточна велика, то, в принципе, может образоваться кварк-глюонная плапма.

IIa рис.8 покапана энергетическая пависимость средней полной множественности частиц, которая хорошо воспроизводится степенным законом во всем интервале энергий. Примерно такая же картина наблюдается и для больших множественностей, соответствующих 10%, 1%,0.1% неупругого сечения. Для больших множественностей (1%,0.1%) один степенной закон работает толко и области Е > 200- МоВ. Такое поведение обусловлено переходом от процессов слияния ядер s мультпфрагментацпп п началу пис inoro рождения. Для сравнения на этом же рисунке представлены данные лчо протонным реакциям, поведение которых имеет аналогичный характер.

При энергиях > ГэВ дм ('»-частиц данные по шкжеегпея-ностям в АА - взаимодействиях совпадают .с рЛ даипьшй. Это связано с одинаковым влиянием каскадных проц- ссов. Подьшг.е значения пь при энергиях от 0.1 до 1 .4 Го В могут обраоачмватьез: двумя путями, лпбо от прсдравноьес.ного источника, вклад готс-рого растет с уменьшением энергии, либо от эмиссии из мпшенп, которая не зависит от энергии.

При энергиях — 5U МоВ начинается рождение серых частиц. пд- распределение постепенно увеличивает максимум множественности до энергий прибпиоптелыю 1 ГэВ, где наступает насыщение. Реакции, ¿ыованные прогонами, при энергиях больше 5 ГоВ имеют такую же энергетическую пависимость, но с максимальной множественностью, примерно в два pana меньшей. Возможно, при высоких энергиях нуклоны рассеиваются внутри трубки, обраоо-ванной снарядом в ядре-мишени и получаются с ее поверхности: Тогда отношение для множественностей в '"ОД и рА соуда.[ знпях lB0/p — 161/3 =з 2.5.

Начиная с энергии в несколько сотен МоВ начинают образовываться. з-частицы. Причиной такого раннего образования релятивистских частиц может быть то, что уже при энергии ~ 100 МэВ нуклоны из-за фермиевского движения начинают попадать в область з-частнц. Другая причина - рождение ппо-

^ г

102

: » г

101

1 а

100

• 0.1 I 0 1.0 5 Д 10 * + <Н|> а • 4 4 1 • 0.1 г 01 х .дюз -

1 4 у л у Л • с 101* •о» о 4 -й-

, а Л X • / рА 4 1 2 ■ •

А) 100 В)

10' 102 105 104 105 Ео А из!)

10»

101

10°

• 0.1 X

о 1.0 %

Д 10 X

*

• о

В)

101 102 103 10< 105 е0 а мэв

101 102 103 ю* 105 Ео А МэВ

103

10*

10'

(00

• 0.1 % о 1.0 Я д 10 X

г

• 4

&

10'

10г 10' 10* 105 Ео А из В

Рис. 8; (Зависимость от энергии множественности различных типов ча стиц для 0.1%, 1%, 10% уровней сечения. Пунктир на всех рисунках - данные рЕт—воаимодействии. Прямая на рисунке (А) - фиг степенным пакетом.

а

¿—4--А-- -

/ /-

2

нов. Энсргети ;сская оавпсимость примерно такая же как и для рЕт-воаимодепствий. Отношение |50/ри 7, т.е. примерно соответствует 162/3 та 6.3, тго связано с гзаниспмост. ю пЛ от объема, в котором они рождаются.

При анализе псевдобысгротных распределений рожденных частиц были обнаружены нестагпстические флуктуации. Их изучение может дать информацию о динамике процесса, в частности о фазовых переходах в адронной материи.

В работе покапано, что если имеет место стохастическая »миссия частиц, т.е. вероятность найти г?, частиц в быстротном окне шириной 6г) в событии будет

Р(п) = £Р(ЛГ)Р(п|ЛГ) = (9)

где Р(^) - вероятность иметь N частиц в болыиом быстротном окне шириной Дт7 (Дг/ > 6г/), P(n\N)- условная вероятность иметь п частиц в малом быстротном окне /и; из N частиц в большом быстротном окне, р - вероятность, что частица попадет в окно ¿г?, т.е. р — ¿Г//ДТ; {/>(£»;))/(/)( Д г/)), (/>) - средняя плотность частиц в рассматриваемых окнах,то имеет место соотношение:

ег7 ~ (п), (10)

т.е. дисперсия распределения по 'множественности в окне Ьт] пропорциональна средней множественности частиц в этом лее окне.

На рис.9 пшлпаИа зависимость гг2 от {п,} для различных реак- , дли я значений центральности. Из рисунков видно, что все данные подчиняются линейной зависимости, за исключением данных при больших размерах окна. Когда окно становится достаточно большим, включаюшем частицы из областей фрагментация, линейность нарушается, т.е. появляются анти-корреляции между частицами, рожденными, в центральной области и фрагментации. Эти анти-корреляции являются следствием действия законов сохранения энергии-импульса; энергии, которой не достает в центральной области будет в фрагментационной. Для всех энергий данные проявляют одинаковые свойства, хотя наклон прямой сильно зависит от центральности. Для той же самой системы наблюдается слабая зависимость-от энергии. Для различных снарядов также имеется некоторое различие п наклоне.

Рве. 9: Оиьйоыность дисперсии второго порядка от средней множественности

длд раолиишх иссйдобцстротных огон.

(Л), иО+ Em - шаииодеаствии Нее события.

(Б), 160 + Em - вииимодействия. Центральные (Ц) и периферические (II) события.

(В), + Em и 335 -f Em - ьоышодевстыш. Все события.

(Г), MS¿ + Em Ii 335 -f- fin • ьоаиыодевствш!. Цен тральные (Ц) и нерцфери

чесжие (II) события.

(Д), "5-1- ""Au 1>чаиыодевс11)ин.

1>0

Расчеты по модели РШТЮР покапывают результаты, подобные экспериментальным, хотя есть и существенные различия. Отклонения от линейности для больших окон и мод ти выражены значительно меньше, чем для (эксперимента, что, По-видимому, связало с недоучетом вклада спектаторов в РШТЮР. Кроме того, условия центральности в РШТЮР жестче, чем в реальных событиях.

ТЪяае же результаты получены и для моментов третьего по-рядха.

В работе проанализированы распределения по множественности рожденных частиц в быстротных окнах различных размеров.

Предположим, что имеется к источников рождения, которые все дают вклад в множественность заряженных частиц согласно геометрическому распределению:

СумиА всех ог-пх к источников дает отрицательное биномиальное распр"деление (NBD). Для NBD нормированный размах р;у правления V. — (<т/(п))2 можно записать п ?.пде:

На рис.10 реличипа S? покачана ^ак функция обратной множественности 1 /(ri,). Тогда, согласно ур.12, точка пересечения прямой с осью абсписс будет равна 1/fc. Дос/гоиг,с то такого представления в том, что в этом случае можно экстраполироваться в область бесконечной средней множественности и, что не менее * важно, ото представление, по-впдпмому, свободно от эффектов, связанных с конечным ралмером бина. Однако эффекты от флуктуации в плотности снаряда и мпшенп препятствуют прямой интерпретации к как числа источников.

В более реалистическом случае имеется и источников с распределением вероятности их осуществления Р(и) и каждый источник дает вклад в распределение множест енности но закону (11). Таким образом, можно учесть различие в числе источников от события к событию вследствие флуктуации плотности и параметра удара. Пусть (т)- сродная множественность одного источника. Тогда

Г(п) = Г(1-р)

(П)

Ю= l/fc + l/(n).

(12)

(п) - £ /-'¡»(rre) = (i'){m)

0.1 7 0.1 6 0.1 5 0.1 А ^ 0.13 •0.1 2 0.1 1 0.1 0

0.00 0.02 0.04 0.06 1/<П5>

Рве. 10: Нормированные раомах распределении П в сависимости от обратной средней множественности (п,) для 325 + 137Ли - столкновения. Прямая линия - фит данных

= (^{т? + (1')<т)2 + (1>)(т) (13)

Ио отих уравнении получается

^Пт цП(п) = Щи) + 1/И = 1 /к (14)

Ио фита экспериментальных данных мы нашли 1/А; = fl.095i0.012. Для того, чтобы определить число источников мы использовали оначение П(с) ио модели РШТЮР, равное 0.0515. Величина не чувствительна к специфическим предположениям модели. Число источников, используя эти данные, получается 23±8. Этот ре-оультат окапался много меньше, чем ожидался ио стандартного геометрического рассмотрения спектаторов-участников и дать ему прямую интерпретацию (затруднительно.

Как известно, ядерная фотоэмульсия состоит ио различных ядер, Форма распределения но множественности, главным образом, отражает распределение участвующих во взаимодействии ну-алонов и поэтому кажется, что N131) должно хорошо описывать данные ио-оа смеси различных ядер в омульсиц. К сожалению, в нашем эксперименте нет возможности выделить взаимодействия только на определенном ядре. Чтобы проиллюстрировать этот

факт, можно воспользоваться моделью РШТЮР. Но анализа полученных данных следует, что оба распределения полученные по модели и рассчитанные по N130 показывают существенное рап-личие между собой и удовлетворительное описание инклюзивных данных является следствием смеси различных мишеней.

Сравнение результатов фитирования отрицательным биномиальным и гауссовым распределениями показало, что на имеющейся статистике нет возможности провести дискриминацию итих распределений для больших и средних размеров окон.

Шесуня гларц диссертации посвящена исследованию флуктуации в системах рожденных частиц.

В первой части рассмотрен метод факторпальных моментов (перемежаемости).

Для определения поведения перемежаемости в физических системах было предложено проверить степенное поведение нормированных факторпальных моментов

Г„(6у)«(1/б1,)>., (15)

где Р\(ду) - нормированный факто|)иальный момент порядка д при разрешении ¿у. Величина показателя фч характеризует силу перемежаемости. Если существуют нестатистическис флуктуации, тогда в системе координат 1п Ьу должна наблюдаться линей-

ная зависимость. В случае существования только "нормальных" корреляций, например распадов резонансов, ожидается насыщение зависимости от 1/$у, как тол/,ко Ьу достигает "нормальной" корреляционной длины (Ьу < 1). Независимость /')г от 6у будет также наблюдаться и в случае гладкого распределения по у.

Нормированный факторинльный момент порядка ц определяете я как

/\ ~ ' ^ ^"».¡(^'гп,! ~ I) • ■ • ~ Ч + ') / ,Ч

= м ет ' кЩ

где

= (17)

есть среднее число частиц в биие га по всему ансамблю событий. О очом случае факторнальные моменты, взвешенные па среднюю

множественность для каждого бнна, упитывают зависимость мно жественности от »;, т.е. форму г) - распределений.

10'

7

•

5

4

л

^ 5

v

1

и

10°

-2 -1 1 2 3 4 5

-1п(6п)

Рис. 11: Фшторпальные моменты для ансамбля 335 + 187.4и роаимодевствий. Отрелюв ужаошш 6г} ~ 0.1.

Как видно из рис.11, где покаоаны нормированные факториаль-ные моменты (Г\) для 325+ 191 Ли - соударений в зависимости от 6>/ нет противоречия степенной зависимости (15) для 6т] > 0.1. Для большого числа разбиений М (¿1] < 0.1) моменты практически не зависят от 6г). Модель РШТЮР не покалывает зависимости во всем рассматриваемом диапазоне 6г). Экспериментально наблюдаемый рост моментов возможно обусловлен примесью е+е~ пар от 7 - конверсии к мишени из ооиота, но добавка е4"е~ нар от конверсии оставляет данные ПИТЮГ Сез изменения. Абсолютные значения моментов на эксперименте к в модели отличаются, что связано с небольшими различиями в распределениях по мнолсественпости в пределах рассматриваемого.быстротного окна.

Нормированные факторнальные моменты во всех ансамблях взаимодействий на омульсни покалывают четкую степенную оа-писимость вплоть до-¿// = 0.1.

Анализ индексов перемежаемости фя в интервале 0.1 <6г/ < 1.0 показал:

1. Нет зависимости ф1 от размеров быстротного окна.

2. С ростом энергии наблюдается уменьшение индекса перемежаемости.

я=,б

| ] Н I ! I II I I I

Р=4 р=2

3. С увеличением массы снаряда (мЙ1нени) (значения ф1 растут.

4. Зависимость индекса перемежаемости от средней множественности рожденных частиц подобна энергетической, с ростом (п,) 4>q убывают.

' Для факториальных моментов и индексов перемежаемости было предложено несколько скейлипговых правил. В случае, если основной вклад в перемежаемости дают двухчастичные корреляции, было получено соотношение между факториальным:; моментами Fg и средней плотностью частиц (р). Ото скейлинговое правило представлено на рис.12, где построена [зависимость между </>2 и (р) для раолпчных наборов данных. За исключением ансамбля взаимодействий серы, все экспериментальные данные описываются одной и той же универсальной кривой (р)~1 вне зависимости о г энергии и центральности взаимодействия. Данные по взаимодействиям серы отклоняются от итого закона и показывают примерно в два рахза больший наклон, чем для ядер кислорода что может быть связано с появлением коллективных явлений, отсутствующих у легких систем. Таким образом, но экспериментальных данных можно сделать вывод, что, если ядра кислорода при взаимодействии с ядрами эмульсии еще не приводят к наблюдаемым на нашем уровне чувствительности коллективным эффектам, в случае взаимодействий ядер серы такие эффекты начинают себя проявлять. Это чрезвычайно важно, т.к. позволяет сделать вывод, что мы находимся на пороге нового класса явлений, связанных с коллективным поведением самой системы вновь рожденных частиц в ядро-ядерных соударениях.

Другое, скейлингопое правило связывает между собой индексы перемежаемости различных порядков:

которое опять имеет место только в случи! шухчастичных корреляций. Для экспериментальных данных не наблюдаете« отклонений от ур.18. Э тот результат означает, что вклад корреляций высших порядков действительно мал.

Для того, чтобп избавит'.ся от влияния ишзших моментов на факторнальние моменты высоких порядков, было предложено ис-rio п зовать нормированные кумулятивные моменты, связанные с

(18)

1 0-1

© Э+Аи 200 А ГэВ О Б + Ет 200 А ГэВ 13 Б1 + Ет 1 4.6 А ГэВ □ О + Ет 200 А ГэВ Д 0+Ет 60. А ГэВ Л 0 + Ет 1 4.6 А ГэВ

V р+Ет 60-800 Г?В

V я+Ет 200 Го В -— 0.1 36/<р>

- - 0.31 5/<р>

_J_I__

1 00 2 3 4

01

02

<Р>

Рис. 12: Индекс, перемежаемости второго порядка и опписвмоств от Средней ниотности частиц для рипличиых систем, оперши и центральности.

фахторпальными моментами соотношениями К2 =• Р2 - 1

К3 = ¿3-3/^4-2. (19)

Так. I структура кумулятивных моментов дает возможность прямо исследовать корреляции порядка д. Кроме того, их важнее свойство и том, что для частиц, подчиняющихся распределению Пуассона, кумулянты всех порядков будут равны нулю. Таким образом, они удаляют вклад от пуассоновских фауктуаций и их отклонение от нуля ооначает существовал ие нестатистпческих флуктуаций этого порядка.

Во всех случаях, рассмотренных намн на эксперименте, они отличаются от нуля. Существенное отличие от нулевых значений отражает хорошо известный факт, что распределения по множественности не подчиняются распределению Пуассона. Для получения полезной информации необходимо поучать зависимость кумулятивных моментов от размера бииа.

Кч линейно зарпсят 01 «<п (¿117) в интервале О.1 < <5»/ < 2. Постоянные значения наклонов означают, что флуктуации существуют и измеримы вплоть до ¿г) — 0.1,

Так же как и для факторпальных момен гов, для Кч наблюдается универсальная заинснмость от плотности быстротного распределения ~ (р)?_1. При предположении, что все частицы рождаются из одинаковых и пеоавнеимых источников, можно определить число источников рождения. Оно оказалось равно 29±^ для 32.9+ 1а7Ии -взаимодействий. Конечно,, однозначного статистического вывода из этого результата сделать нельзя, но он пораяительно совпадает со значением, полученным из фнтировапня распределений по множественности отрицательным биномиальным распределением

Дополнительную информацию о пестатистпческих флуктуа-циях можно получить, исследуя перемежаемость в Двух измерениях. В нашем случае в качестве второй переменной выбран азимутальный угол (р.

Типичный результат двумерной процедуры представлен на рпс.13 для 325+ 197Ли - взаимодействий при 200 А ГоН. Область По 61] меняется от 0.016 до 2, с центром, соответствующим системе центра масс нуклон-нуклонного столкновения и ¿¡<р меняетец

Рис. 13: Фккториальнык момент Рг длд 32S + ■ "Mа - воаимодевствпй в двух вомерениях.

от O.ûlôtf до 2ж. В обоих направлениях один шаг соответствует увеличению в 2 раза количества бннов.

Аналио двумерных корреляций проводится исследованием различных сечений двумерных гистограмм. При исследовании сечений вдоль осей Si) или 6<р обнаружено типичное поведение перемежаемости, т.е. линейная зависимость от размера бина. При зтом наклон зависимости увеличивается с уменьшением размера второй координаты, рис.14.

При раореоании вдоль главной диагонали наблюл ется зависимость факториальных моментов, значительно сильнее линейной. Такое поведение, на самом деле, не удивительно, оно следует из поведения перемежаемости на рис.И.

Раорео вдоль другой диагонали демонстрирует спектр с максимумом при М^, я: Мп. В действительности, в случае, если имеются, случайно ориентированные коррелированные пары частиц, следует ожидать максимума для btp — èij, что соответствует lu Mv s: 3. Такое поведение факториалыюго момента означает, что при двумерном ашыпзе мы можем фиксировать рождение пар частиц.

Мбнте-Карловсьио расчеты показали, что модель FlUTJOFôeo 7—конверсии дает удовлетворительное описание линейной зависимости. Вклад 3% от конверсии существенно приближает расчетные данные к оксперцментальним. Сравнение между реальными и модельными данными показывае т, ч то оффект перемежаемости теряется в фоне от: конверсии 7-кваптов в случае, двумерного анализа.

Исхода ни приведенного анализа мы можем заключить, что на двумерный аналио данных сильное влияние оказывает 7 - конверсия. Таким образом, двумерная процедура может служить фильтром для ологгрон-иозитронных, пар. Ото также означает, что ■ корреляции, которые дают основной вклад при одномерном анализе, не те же самые, что дают вклад в двумерные моменты. Основная масса событ ий, ответственных за одномерные оффек 1 ы, будет toi да "кольцевого" т ипа, т.е. сильные корреляции но // распределены во всей области изменения ip от 0 до 2л.

В згой же главе для анализа нестатистических флуктуации используется техника фрактальных размертк leii. Для того, чтобы

Рис. 14: Раорш идоль осей диумсрнон гистограммы по для 13S + 197Ли воаимодевствий.

Л) Вдоль Ärj оси. 1>) Вдоль 6tp оси.

описать флуктуации вводятся момент

м м

Gq = £ РЬ где Pi = к,/п, = 1, (2Ü)

i=i i=i

fc, - число частиц в бине » и « - число частиц в рассматриваемом окне Ai). Суммирование в данном случае проводится только по lie пустым билам, и поэтому q может принимать любые реальные (значения. Если флуктуации в бинах имеют самоподобную (муль-тифрактальную) картину, то должно наблюдаться скейлиигоное поведение

G4a.6i]Ti для 6i]-> 0. (21)

Мера флуктуаций определяется мультифрактальной спектральной функцией /(«), которая вычисляется из показателя т^ с помощью преобразования Лежандра

- % <М>

/(«,) = qc^-T,,. (23)

■ В случае отсутствия флуктуации f{<x) о 1 для всех q. Если же флуктуации имеются, тогда }{<*) - выпуклая функция. связано с рашшчными размерностями пространства

' q - \

Для q = 0 мы имеем- Ц; = }{а0) - (фрактальную размерность.

= f(<*\) ~ «i - информационная размерность и 1)% — '¿<i2-/(<Ы - корреляционная размерность. Если псе размерности различны (fíe, > Di > то мы наблюдаем мультифрактальну*> струк-

туру.

На рис Л 5 показаны примеры зависимости (InCV,,) от с. К а а можно видеть из. рисунков, моменты C¡,¡ демонстрируют приблизительную линейность и практически не зависят от первичной энергии. Линейность лучше выполняется для центральных событий, чем для всех событий. Такая зависимость ((!.,) oí i> ио-щер-л;нвает идеи) о само|)одобном поведении ядро-ядерны* столкновений, т.е. множественное рождение частиц в ядро-ядерных соударениях (особенно центральных), по-видимому, обладает' мульти-фракгальными свойствами.

ИЗ:? "■t — * I ó' s 3 zz S X

s, « S

2 с 5 ^ о

вав

C5

<■» с ■п = 4- С

Ь* =

е С

м m

§ а

^ г

í »

a s

О +

3

to

о о

ь.

<in G(v)>

я+о ' л *

Г ♦ « > * * :

On G(v)>

, , , <Ь G(v)>

ísí — I ■* - M W (л

„о ш ошосдосло 1л

M

щ ■ mí f * f » 'PK 4 к b в Ь •

It d H 4 - Í~1 » U II .1 II II II I О 1 1 1 1 1

На рис.16 представлен пример мулугифракталы/ой спектральной функции /(а). Здесь же для сравнения нанесены расчеты по модели FRITIOF и МНИ. При всех рассматриваемых анергиях но всех ансамблях спектральная функция демонстрирует существование флухтуаций и имеет классическую выпуклую форму. (Значение а, при котором достигается максимум, увеличивается с энергией и массой снаряда для инклюзивных ансамблей. При этом f(a) всегда меньше единицы.

Для центральных событий аи становится равным I и /(а) достигает максимального (значения Дс*о) = I- Такое изменение по сравнению с инклюзивными данными, происходит из-за тоге, что в центральных событиях значительно меньше пустых бинов. Ширина функции гоже увеличивается, отражая корреляции, связанные с множественностью. МНИ и FRITIOF не описывают всех деталей /(«), хотя конечно ясно, что статистические флуктуации дают существенный вклад и сильно влияют на форму /(«).

1.4

1.2 1 О 0.8 0.6 0.4 U.2 0.0

' <n,>=;í26.6

- или

- FRITIOF

А)

—i-----1—

о.б о.е i .о i .2 i4 i. а

■ 1.4 » <r,>- í.'1: г. - Mil» 1 4

1.2 FRiliGF ' 2

1 0 f \ 1 .0

1 ■ \ 0 8

1 \

о.е 7 \ * \ * \ ^о.е

0.4 0.2 ' \ 0.4 0.2

0 С 15) 0.

» <п,> - 41 /.4

- ЦНИ

■ FRIÍiOF

f\

: \. i V

н)

•С O.'i tQ 1.2 1.4 I

а

OS 1.0 1.2 1.4 1.G

а

б

Ряо. 1": Ог.'чп'рчш.нля функппи }(<-) при pi :>.|'.1'1шдх м110д:ес'П!!'Ни;)стях рли "S f Km - папянодг So/гиий.

Поиедение спек'1 ралыюи функции }{а) с увелнчент-м ¡\л<:п множественности рожденных частиц, которую можно рассматривать п данное, случае как меру центральное^! соударг-.шй ядер серы с тяжелыми ядрами эмульсии нредстач.'мно на. рис. 17. Пндпо,

что с увеличением (»;.,) вначале происходит сужение /(«), что может' быть связано с ограничением флуктуации прицельного пара-ме i ра соударения и ото сужение воспроизводится как моделью независимого испускания, гак и моделью FÍUTIOЕЛ При рассмотрении более центральных соударений, зкепериментальные данные уже не демонстрируют сужения /(с<), в то время как в обоих моделях /(от) продолжает сужаться. Это означае , что наблюдаемое свойство спектральной функции относится к динамическим корреляциям и не обусловлено геометрическими эффектами. Важно отметить, что ото свойство взаимодействий 32 S + Ет отличает их от 1(iO + Ет соударений при той же оперши; для последних /(«) в согласии с моделями не перестает сужаться вплоть до самых максимальных (гь). Согласно расчетам но КХД, наличие фазового перехода (но меньшей мере теплового) должно приводить к упшрепшо /(а) для очен-, центральных соударений. Другими словами, наличие фазового перехода может компенсировать сужение спектральной функции, которое должно иметь место из-за тривиальных геометрических причин при переходе к центральным соударениям, что, по-видимому, и наблюдается при рассматриваемых енергиях для+ Ет соударений и не наблюдается для "Y?-f- Ет взаимодействий.

D пакдючонии представлено краткое изложение основных результатов работы:

1. Проанализировано состояние исследований по ядро-ядерным ст олкновениям за период 1985 - 1992 годы.

2. Выполнено системат ическое и. единообразное исследование множественного образования частиц в.соударениях релятивистских ядер с ядрами практически по всем характеристикам, доступным методу ядерных фотоэмульсий в широком дп аиазопе инергии от Л Л ГиВ до 200 А I'оВ.

,Ч. Разработан ста тистический метод разделения взаимодействий ядер на леткой и тяжелой компонентах омульсни.

4. При экспериментальном исследовании процессов фрагментации показано, что:

м

- Множественность и угловые распределения д - частиц, по-кааывад оависимость от параметра удара, не аависат от черничной энергии, начиная приблизительно с 1 А ГоВ. Кроме того, угловые распределения не оависят от массы снаряда и мишени и подчиняются универсальной (зависимости, полученной для hA - столкновении.

- Для Ь - частиц не наблюдается оависимости от энергии и массы снаряда ни множественности, ни угловых распределений примерно со 100 А МоВ.

- Угловые и, соответственно, импульсные распределения а -фрагментов от фрагментации снаряда имеют гауссово распределение, с шириной, определяемой фермиевским движением нуклонов. Степень возбуждения идер снаряда и мишени сильно коррелировала и »тот эффект но зависит от оиергии пучка.

5. При экспериментальном исследовании рожденных частиц:

- Наблюдена предельная фрагментация как области фрагментации мишени, так И в области фрагментации снаряда. Модель FRITIOF удовлетворительно описывает уиювые распределения.

- Предложена феноменологическая параметризация нсевдо-быстротных распределений в оависимости от пнергии и центральности столкновения. На итой основе сделаны предскаиа-ния псевдобыстрогпых распределений для столкновений тяжелых ;:цер.(1и7Л» и w4'h).

Определена максимальная плотность оперши в АЛ - столкновениях. (-)на достигает, в отдельных событиях, критического оначения для образования кварк-глюоннои плазмы яз ¡1 ГэВ Цтл.

- Получено,' что средняя множественность рожденных частиц логарифмически рас лет с энергией, а зависимое1! i. от массы мишени значительно енльиее, чем в h.A - взапмодей-ствиях. Распределения по множественности отражают геометрию ядро-ядерного столкновения и демонстрируют независимость от энергии в KNO - переменных. Мопель FIUTIOF воспроизводит эти распределения.

;¡r, •

Наблюдается степенная па пи сим ост ь средней полной множественности в широком диапазоне энергий от 5 Л МоП до 200 А ГоИ и ноканано, что множественность рожденных частиц пропорциональна объему области взаимодействия, а множественно' п. протоков отдачи пропорциональна площади поверхности области взаимодействия.

0. Проанализированы распределения по множественности в бы-стротных окнах и при отом:

- Показано, что предположенпе о стохастической эмиссии не противоречит экспериментальным данным для всех исследуемых наборов.

- Отрицательное биномиальное распределение может описать распределения по множественности в псевдобыстротных окнах. Определено число источников рождения частиц.

7. Проведено детальное исследование флуктуации быстротных распределений. При этом показано, что:

- Факторпальные моменты подчиняются степенному закону в зависимости от размеров бина для 0.1 < < 2. Если же ¿1] < 0.1, то такой зависимост и не наблюдается.

- Б ограниченной обла< и 0.1 < 6>/ < 2, для данной системы, при заданной энергии, индекс перемежаемости постоянен. С увеличением энергии или множественности фд уменьшается и увеличивается с ростом массы снаряда и мишени.

- Для данной системы ф2 пропорционален обратному значению средней плотности псевдобыстротных распределений и подчиняется скейлишоным правилам. Вся существенная информация о перемежаемости содержится в моментах второго порядка.

- Электрон-нозитронные пары от 7 - конверсии не оказывают . существенного влияния на поведение перемежаемости в случае одномерного анализа.

В случае двумерного анализа влияние 7 - конверсии существенно. Двумерная процедура может работать как фильтр для электронных пар. Корреляции, -которые дают вклад в

одномерный аналио ле чо же самие, что дают »клад и двумерные.

- Ядро-ядерные столкновении ¡иыад.иот мультифракталь-ныыи снсшстиами. Муьы ифр.н ииилинлч. поонплле i фиксировать динамические корреляции, которые не могу т быть объяснены геометрическими эффектами

Основные реоулыачы J:Wjoti.i лпуоликпыты в ста тьях:

1.M.l.Adllinovlcb,. . . ,V S.N'uVillllV,. . ' I'll lllllllliliy l'c.'illltH from ColliriioNH (и: twet-Ii 200 A tieV liO unci fi.inl.Mon nuclei, I'rcjHiut J.t!I!* »701, I.imd, Sweden, 1987.

2. M.I.Adamovich,. ., V S.N» wI ay, ' M ultiplii И к a .mil rapidity di-nnit ¡ея in 200 A (ieV 1C0 interuUmiit, will) imnimoii iintlri" Pliy., Utt. 11201 (1УХЙ) 397-102.

3. M.l.Aduinovicli, ,V S.Navotiiy, . "Л ji'im h fi;r holi-Htutihlical particle deiiMity fluctuations in "O + ,4g( Mr) an.l r .bi inli'iiu tiuns at 21)0 (JeV, Nucl.l'hys A408 (108U> ;'.ll-5>fi.

4. M.I.Adniiiovicli.....V.S.Navoluy,.. 'I п,.>и!. •. i..i(jiiu ntutiuu in oxygon in

dmcd епшЫоп inlerarnono ui I I t', Til „i. I 2Ы? in V/iiu> I. hi", I'Iijh liev. I.ell. 02 ¡'l'JS'.») 2801-2804.

5. M.I.Adamovicli, ,V S.Navotiiy, "Siak.i,' рир.-Мн nf tliuipaiticle multiplicity diytrib'.ilioiiH in oxyt.-t.-n iiuliut-d t iij:t!-i..ii ml' i :н 1 ions ы 1 l.f>, t'.O and

200 A CJeV", 1'Ьун. I,- 11 В22з"( ISWs.)

G. Ф ГКадь^ .ом, ii .O. Лу lit 4i на, b 111 ll.iiJuiuiiK. Г [i.Tpii.f.HMOHU, Л.II.Чернова "Углоим:1 измерении » Г.МПи! , IIi>- и|>иn г I' 7• 10.Х, ИЛФ, 'Га шкент, 1989.

7. M.I. Adaiuovn.il, VS.r4avi.lny,.. " 1':-<ыК.| i|4i!;ly ilt-nhitи ч and Ihiclua-tioiid in cuitral ~'-S inU loctiuiih at 200 Л (iY.\ , I icpn.,. IUVSKA Hill л9-18, Seattle, USA, 19X9.

8. M.I.Adamovuii, . V S.Navotiiy,, . . " l'rod.n t i.ui ,.f In liuin I /-; '.'I pn>jc< tile fragments on О - emubioii inteiartii.sifi„.:i I / " - 2 2m' (iVV", РЬун. Itev. С-10 (198У) üli-72

9 M. 1. Л da move Ii, , V S N.i n.l uy. ' Sul -1 щ. i u.il |.< n.K ы .■ 14 innItiparticle production in ri li.tr, btiv lu .ivy-n.n inli I.i' in и-,'. 1 'i -рп.п 1.14 Г VJO1, 1лни|, Swedui, 1989.

10. M.i.Ailairiovuli, .,V.S N.ivc.iay, "Ha,.i liiv deiiMli«.-, an.l tln ir llintna-tiony in central 2f'0 A (ii V 2.S' intci .гЧк.ьн v*uli In .nai .Ъ/, Mr iiih It T', 1'Ьуч, l,ett. B227 (19«!») 285 290.

11. M.I.Adamovicli, . , V .S N.i'. Ы пу, . Л naiv I.I li.-oll |il.j|nu:, III l;!;:,, relativLstic nucleus nm lean collisions', I'liy: 1-й il'.MO ( I'.i-'• i I ГГ. l.-.i

12. Л /Купаin a I) ill ll.i,i. nii.iii, U.U. Не гром, П. H. > ^.нкчиц, < IO. Ill мако:! Iii i.'l- кап.- иын.ас. u\i<-1 i'aii адер па легких (С, ;V, О) Н I и Ж1-.П.1Ч ( Иг, Лц) ад pa • ip.,, i.. м i.cn и lipt i ринч- P-7-

100, ИЯ'1>, Таит иг, l'JX'J

:i7

13. M.l.Adamovicli,... ,V.S.Navoti)y,. . ."Charged particle spectra id oxygen induced reactions at 14.6 and 60 (¡eV/nuclcon", High Energy Physics and Nuclear Physics 13 (1989) 805-869.

14. M.I.Adaiiiovich,... , V.S.Navotny,.. ."Target nucleus fragmentation in leO+ {A<i, Br) interactions at 200 A GeV", Phys. Lett. B234 (1990) 180-184.

15. M.l.Adamovicli,. . .V.S.Navotny,... "On the multiplicity fluctuations in relativists heavy-ion collisions", Phye. Lett. B242 (1990) 512-516.

10. M.I. Adnmovich,... ,V.S.Navotny,... "Scaled factorial moment analysis of 200 A OeV Sulphur+Cold interaction", Phyu. Rev. Lett. 05 (1990) 412-415.

17. M.I. Adaiiiovich,... ,V.S.Nu.votny,.. ."On the energy <tnd ma«s dependence of the multiplicity in relativistic heavy-ion interactions", Mod. Phys. Lett. AG (l!>90) 1(19-174.

18. M.l.Adamovicli,. .. ,V.S.Navplny,. .."Recent results from EMU01", Preprint HHP 9001, Luml,Sweden, 1990.

19. M.I.Adntnovir.il,... ,V.S.Navotny,.. ."Rapidity fluctuations, claeter partitions and interinitlency in relativistic heavy ion collisions", Nucl. Phys. A525 (1991) 551-560.

20. M.I.Adaiiiovich,... ,V S Nnvotny,.. ."Slow, target associated particles produced in iiltrarclativislic lienvy ion interactions", I'hys. Lett. B262 (1991) 369374.

21. M.I. Adaiiiovich,. .. ,V.S.Navotny,... "On the systematic behavior of the intermittency indices in nuclear interactions", Phys. Lett. B203 (iy9l) 539-543.

22. M-IAdumovich,... , V.S.Navotny,.. . "Multiplicities in " O - induced violent heavy ion collisions from 5 A to 2 x 10'' A McV", Phys. Rev. Lett. 67 (1991) 1201-1205.

23. M.l.Adamovicli,... ,V.S.Navotny,... "Energy, target, projcctile and multiplicity dependency of intermUtcncy behavior in high energy 0(Si, SJ-emulsion interactions", 7,. Phys. C40 (1991) 395-39.9.

21. M.l.Adamovicli,... ,Y.S.Navotny,.. . "Mnltiparticle production, density fluctuations and breakup of dense nuclear matter ill central Ph+Ag and Pb+Pb in-teiactions at GO itud 160 A (JeV", Preprint OERN/SPSLO 91-14, Geneve, Switzerland, 1991.

25. M.l. Adnmovich,... ,V.S.Navotuy,... "Stochastic emission of particle in ultra-relativistic heavy-ion collisions", Mod. Phys. Lett. AC (1991) 469-478.

26. M I. Adaiiiovich,... ,V.S.Navotny,... "Extrapolations based on EMU01 data from oxygen,silicon ami sulphur induccd violent interactions at medium and high energies", Preprint LUIlMHOr,, Lund, Sweden, 1991.

27. M.l.Adamovicli,.. . .V.S.Navotny,.. ."The fijstenmtical investigation of interinitlency in high energy heavy ion collisions", High Energy Physics and Nuclear Physics 15 (1991) I3t-139.

2S. M.I.AiIamovicli.....V.S.NaVotny,... "Review of recent results on particle

production from KMl'01", Nucl. Phys. A544 (l'l'''2) l.r>;MS8.

23. M.I.Adaiiiovich,...,V.S.Navotny,.. ."On the intcrinittency in Jieavy-ion collision and the importance of 7—conversion in a mulli dimensional interuiiltency analysis", Nucl.Phys. B388 (1992) IV-30.

30. M.I.Adaniovich,...,V.S.Navotny,... "Local particle densities and global muItipiicilieH ill central heavy ion interaction« at 3 7, 14.6, 60 and 200 A CJcV'',

Z. Phys. CBO (1992) 509-620.

31. 'M.I.Adaniovich,,.. ,V.S.Navotny,... "Rapidity density distributions in " 0, MSi, siS, ™Au and 308Pk induced heavy ion interactions nl 4 - 21)0 A (JeV", Phys. Rev. Lett. 60 (1992) 745-748.

32. M.I.Adaniovich,... ,V.S.Navotny,.. ."Studies of angular difjtriliutiou of helium projectile fragments in interactions of 200 A GeV 335 ions with emulsion nuclei", Mod. Phys. Lett. A3 (1993) 21-27.

• 33. M.I.Adamovich,... ,V.S. Navotny,... " A systematic invrntigation of scaled factorial cumulant moments for nucleuB-nucleus interactions", Phys. Rev. D*17 (1993) 3720-3732.

Кислород, кремний na олтннгугур.т ядроларишшг фотоимульсня лдролари бшшн релятнпнстик оисргиялпрдаги уоаро таъсири

Навотный В.Ш. Кисцача маомуни

Веля! икт-1 in ндроларнинг ядролар билан ту^нашувида оаррачалар jçocrni булиш тараний фогопмульс.ия услубида хеш' онсргчи оралигвда ( 4 А Го В дан то '200 Л Pul! гача) с.ис.тсмали тадхи!, ^илишал. Тажрпба натижаларп 5.5 мингта '"С, г,6*1 на 125- ндроларининг нооласлих туцнптувларига ос'ослвпгпн.

Питон хамда бирламчи ядроларнинг фрагментации жараенлари бирламчи ядровпнг он' ргиясига боглщ пмаслиги, уларнинг нухлон-ядро рсахцияларя Оилап айиаплигп хурсатилган вл фрагментация механиомларшшнг умумий-лиги туррисида хулоса чщарилгаи. Бирламчи ядро альфа фрагментларипииг ферми >;прпк1\1и билли пнщланиши Da шунигдек бирламчи на нитон ядрола-ринииг уйилшш даражаги бир-бири билан уоаро кучлл богланганлиги псбог-лапган.

Хосил булунчи оаррарчплар учуи бирламчи ядро хамда ившон фрагмен-тациялири 1'о\пларида чегарапий фрагментация ходпсаси хуоатплдя. Хоскл булган оаррачалар бурчпх тахеимотянинг ту1»ли хусуспятлариии урганиш оркали цагор цоиуннят.чар гонилган ва шуивнг нагвжасида орнр лдролар (107/hi,30a l'l>) туциашуилари учун бурчах та^спмоглар моделено башораг (плипгап.

Кир ц>иор з^одисаларда оноргвянпиг оичлиги хварх-глюон плаома х°спл булигшшинг критик цийматига яцннлашади 3 ГпВ.

Мпрхапии гоцада тугилган оаррачалар учун стохастих нурланпш ходисаси хуоатнлгаи. 5 + /1« уоаро тагпрпда оаррачалар хогил ^влувчи манбаъларнинг сонп "28 га пхиплигв аииклангаи. Псевдожадаллих оралицларадаги цуплик, таксимоти миифни Оиномиал *амда Гаусс тацсиии гларп бплап ифодолшшши мумхпнлшн X V pi a i п и ап.

Лдро-лдро ту ^нашуиларида гтрричплар ^ооил булишпда жадаллихилнг 0.1 бпрлигигк цадар оичлашип lia синрахламиш \одисаоп хуоатилади. Уичланиш ва сийрахланиш хурсаткпчлари учун катар сх< илннг цондалари хуоатилиб, бунинг асосий сабаби икхитя оаррачалих боглампш мавжудлигидан иборат оканлиги курсатплгпн.

Куоатилган оичлапшп ва спйраклпншп ходнгаги acocan гамма-квантлар хонвсрсияси билам богланган.

Ядро-ядро тукнашурларида хулфракталлик хуОатилди ва уни тс.1шприш оса динамик бо> ламиш бор ходисаяарнв ажратиш пмколвнп беради.

'[уилганпаррачнларнинг хунгина хусуспятлариии оамонапий моделлар ас о сида тушунтвриш мумхин. Щу Оилан бирга ядро нарчаларинииг чициши касхад механиоми *всобга олингалдагипа тажрибага тукри келади.

Interactions of oxygen, silicon'and sulphur nuclei at relativistic energies with nuclear emulsion

Navotny V.Sh. SUMMARY

, The systematic investigation of multiparticle production in interact ions of relativistic nuclei with nucleus in wide energy region from -1 to '200 A (!eV by nuclear emulsions method carried out. Full statistics of experimental material is larger than 5.5 thousand of inelastic events of oxygen, silicon and sulpl' >r nuclei.

We found that the energy dependence of the average multiplicity of all charged particles produced in oxygen induced interactions can be nicely describ'd by a simple power law form. A saturation for black pailic.lt« takes place abeady at incident energy of 100 A MeV, and the multiplicity is essentially the same as in proton-induced interactions. For grey particles we found a threshold at around of 100 A MeV and saturation at about 1 A GeV. The angular distributions of black and grey particles are also independent on energy. For giey particles the angular distribution coincides with the one observed for h.ulron induced interactions.

The pseudorapidity distributions are in agreement with the model predictions and show limiting fragmentation in both the target and projectile fragments legions. These distributions are furthermore well described as (laiif-ian, especially for violent heavy ion intei actions, and thus can be paia.,, triced with tin to pa-.rmneteie: width,position and height. The width is independent on the colliding system. Kstentially the same behavior is observed for the position ot the peak, when the parameter corresponding to the high of tin di.-.tiibutions, is plotted versus (he total multiplicity, for given incident energy;'a linear relationship is observed, which is independent on the collisions system too.

A scaled hictorial moment analysis in one dimension levels that the signal seems to obey the rule of inversely a.s average densities rule. Furtlu-rmoie higher order contributions see.m to lie t-ssenlially negligible in high multiplicity events of heavy ion interactions. In the case of two-dimension amdy-is there is llie big influence from the, gamma-conversion.

In nucleus-nucleus interactions we found out the mull ifractal bi havior.

The momentum (list ributioiH of hdium fragments are chainotensl.il ally Cl.ius-sian i.haped with width 1 but. are conipmable to those due to IVnni motion in the proj'-ctile nucleus. We roucludi d tint the degiws of excitation of (he projectile and target nuclei are diiectly corrdated ami this elfect. it, ¡ink peii'ient of In am energy.

tl