Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Ядерная материя Метод аннигиляции Метод мечения Метод Монте-Карло Идентификация мезонов и нуклонов Алгоритмы определения сечений Результат моделирования Кулоновская диссоциация Фотоядерные реакции Решение прикладных задач

Систематическое изучение фоторождения мезонов и спектроскопия возбужденных состояний нуклона были расширены в область энергий гамма — квантов до 1500 МэВ в эксперименте GRAAL на накопителе электронов ESRF (Гренобль, Франция). Там стало возможным изучение фоторождения странных частиц и векторных мезонов, что представляет интерес с точки зрения нуклонных и мезонных степеней свободы.
    Параметры пучка и схема установки GRAAL будут описаны ниже. Здесь мы пока отмечаем общие характерные особенности современных экспериментов. Это относится как к качеству гамма - пучка, полученного с помощью обратного комптоновского рассеяния лазерных фотонов на электронах накопителя, так и качеству широкоапертурного (neaeqv4π) детектора с криогенной мишенью. Основная часть детектора представляет собой шар из 480 кристаллов BGO толщиной в 21 радиационную длину, который обеспечивает энергетическое разрешение 0.0244 E-0.47 (ГэВ) . Для разделения нейтральных и заряженных частиц между BGO и мишенью помещен пластиковый дельтаЕ детектор, состоящий из 32 полос пластика толщиной 5 мм, а также две цилиндрические пропорциональные камеры, позволяющие находить вершину взаимодействия гамма квантов с мишенью. В переднем направлении (при углах рассеяния менее 250) регистрация частиц производится с помощью плоских пропорциональных камер, двух стен из пластиковых сцинтилляторов площадью 9 м2 и электромагнитного калориметра из слоев пластика и свинца. Задние углы (более 1550) перекрывает диск из двух сегментов пластика и свинца. Таким образом, обеспечена регистрация частиц в полном телесном угле.
    Первые публикации коллаборации ГРААЛЬ посвящены исследованию асимметрии фоторождения псевдоскалярных мезонов (нейтральных и заряженных пионов, а также η-мезонов). Измерения проводились на пучке линейно поляризованных фотонов с энергией от 500 МэВ до 1100 МэВ с использованием аргонового лазера (лямбда = 514 нм) и 800 — 1500 МэВ (лямбда = 340 нм). Перекрытие диапазона энергий в области энергий 800 — 1100 МэВ позволило контролировать систематические ошибки и получить прецизионные результаты.
    Для примера на рис.4.3 показаны данные об асимметрии фоторождения мезонов как функция угла

θсм для разных энергетических диапазонов Eγ. Здесь представлены данные разных экспериментов в сравнении с теоретическими расчетами.

Рис. 4.3 . Асимметрия ( сигма ) для рождения π+-мезонов в реакции γp - π+n как функция угла вылета пиона в с.ц.м. для различных интервалов энергии налетающих фотонов. Сплошные кружки и треугольники — результаты работ GRAAL [31], открытые кружки — данные Дарресбюри, открытые треугольники и квадраты — данные установки SLAC. Сплошные кривые — результат мультипольного анализа. Пунктирные и точечные линии показывают предсказания изобарной модели.

    Дифференциальные сечения фоторождения π0 и η-мезонов, полученные коллаборацией GRAAL, показаны на рис.4.4-5. Виден рост асимметрии при энергии выше 1 ГэВ, который не предсказывается мультипольным анализом. Возможно, это свидетельствует о вкладе F15 — резонанса в фоторождение η-мезонов в этом диапазоне энергий. В целом, эти результаты имеют важное значение для описания нуклонных резонансов S11 (1525), D13 (1520), D15 (1700), F15 (1580).


Рис. 4.4 . Асимметрия ( сигма ) для рождения π0 - мезонов в реакции γp - π0p как функция угла вылета пиона в с.ц.м. для различных интервалов энергии налетающих фотонов по данным GRAAL. Сплошные кривые — результат мультипольного анализа.

Рис. 4.5. Дифференциальные сечения фоторождения eta -мезонов в реакции γp - ηp как функция косинуса угла вылета пиона в с.ц.м. для различных интервалов энергии налетающих фотонов. Сплошные и открытые кружки — данные GRAAL и MAMI, соответственно. Справа на а,b,c показаны результаты аппроксимации сечения по формуле:  dσ/dΩ = q/k(a + bcosθ + ccos2θ) мультипольного анализа. Точечные и сплошные линии показывают предсказания теоретических моделей.

    Подробный теоретический анализ данных о свойствах нуклонных резонансов, полученных в последние годы, можно найти в обзорах (см. дополнительную литературу). Здесь мы ограничились только отдельными результатами, позволяющими увидеть возможности фотоядерных экспериментов для исследований в этой области.


7271f726
На главную сайта Dvoika.net