Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Алгоритмы определения сечений и асимметрии реакций фоторождения нейтральных и заряженных пионов на свободном протоне

    Дифференциальное сечение, наблюдаемое в эксперименте, для каждого из диапазонов энергий и углов определяется следующим выражением:

,

(13.1)

Здесь ΔN(E_γ,θ,φ) – количество отобранных событий, которые соответствуют изучаемой реакции; ε(E_γ,θ,φ) – эффективность регистрации изучаемой реакции, которая определяется произведением геометрической эффективности (геометрического аксептанса), эффективности регистрации частиц с учетом функции отклика детектора, эффективности предварительного анализа (анализ событий в каждом детекторе, восстановление треков частиц и т.д.), а так же эффективности отбора событий, соответствующих изучаемой реакции; ΔF(E_γ) – количество гамма-квантов из диапазона ΔE_γ,упавших на мишень за время измерений; n_t — число ядер мишени на единицу площади.
    Полное сечение, которое есть интеграл от дифференциального сечения, в эксперименте вычисляется для каждого из диапазонов ΔE_γ , как следующая сумма:

,

(13.2)

где i — номер диапазона, Δσ_i – сечение, проинтегрированное по диапазону ΔΩ_i .
    Полные сечения фотопоглощения на протоне при промежуточных энергиях измерялись разными методами, обычно с использованием пучков тормозных меченых фотонов. Такие пучки имеют “низкоэнергетический хвост”, который производит значительный электромагнитный фон. Для уменьшения этого фона использовались Черенковские счетчики, производилась идентификация заряженных частиц. На установке GRAAL измерения проводились на гамма - пучке, полученном методом обратного Комптоновского рассеяния лазерных фотонов на электронах накопителя ESRF. Такой пучок имеет корреляцию “угол – энергия”, поэтому фон был значительно снижен посредством коллимации.
    Для измерения полных сечений эффективность регистрации продуктов реакции, особенно нейтронов, в используемом детекторе “BGO-кристалл-болл”. Особенностью этого детектора является большой телесный гол, близкий к 4π. Для улучшения точности и уменьшения систематических ошибок в эксперименте GRAAL использовались два разных метода: во-первых, метод прямого вычитания фона от пустой мишени и во-вторых, метод суммирования парциальных реакций, что стало возможным благодаря высокому качеству пучка.