Метод вычитания, как показано выше,
основан на прямом вычитании фона. Этот фон идет из оболочки мишени, от ускорителя,
коллиматора и т.д., но не от жидкого водорода, заполняющего мишень. Поэтому, он
может быть измерен и вычтен в эксперименте с пустой мишенью. Полный адронный выход
можно представить в виде:
Y()
= Np..tot().(),
(13.3)
где Np - число протонов в мишени (жидкий
водород толщиной 6 см соответствует 2.568.1023 протонов
/cм2 ) ;
- поток гамма — квантов, прошедших через мишень, tot()-
полное сечение фотопоглощения; ()
- эффективность регистрации, которая оценивается посредством моделирования.
Полное число адронных событий, набранных в течение одного дня
(2.107), было достаточным
для получения статистической точности <2% в каждом энергетическом
интервале шириной 16 МэВ (разрешение системы мечения). Эффективность системы мечения
была одинаковой при наборе данных и измерении потока гамма - квантов, поскольку
это производилось одновременно. Поток измерялся одновременно двумя мониторами
пучка: детектором полного поглощения (“спагетти”) и относительным пластиковым
счетчиком.
Эффективность регистрации адронных событий
()определялась
с помощью моделирования по методу Монте-Карло с использованием программы GEANT.
Результаты моделирования приведены в табл. 13.1 для двух различных порогов триггера
BGO (полное энерговыделение 100 и 160 МэВ). Видно, что эта эффективность слабо
зависит от порога и от энергии фотонов в рассматриваемой области. Ее величина
близка к 90% благодаря большому телесному углу детектора. Величину систематической
ошибки, связанной с оценкой эффективности, мы оцениваем на уровне не более 2%.
В частности, это выполнялось путем сравнения результатов, полученных при разных
длинных волн используемых лазеров в перекрывающихся диапазонах энергий. Полные
ошибки измерений приведены ниже после сравнения с результатами, полученными независимо
методом суммирования парциальных реакций.
Таблица 13.1. Моделированные глобальные эффективности BGO для двух порогов
(100 и 160 МэВ) как функция Eγ.
Eγ,
ГэВ
0.55
0.65
0.75
0.85
1.05
1.15
1.25
1.35
1.45
Ω(Eγ)> 100 МэВ
0.86
0.8
0.90
0.89
0.88
0.90
0.90
0.90
0.90
Ω(Eγ)>160 МэВ
0.84
0.86
0.87
0.86
0.87
0.86
0.97
0.87
0.97
Результаты измерений, полученные
методом вычитания, представлены на рис.13.1. Статистические ошибки не превосходят
размеров точки. Видно, что ниже 800 МэВ данные разных экспериментов находятся
в хорошем согласии между собой. При энергии выше 800 МэВ данные GRAAL незначительно,
но систематически лежат ниже, чем данные Армстронга. Более подробное описание
этих данных можно найти в дополнительной литературе.
Рис.
13.1. Полные сечения фотопоглощения на свободном протоне, полученные методом вычитания.
Полные кружки, треугольники и открытые кружки соответствуют результатам работы
GRAAL, Майнца и Армстронга, соответственно.
.
tot(
(
2.107), было достаточным
для получения статистической точности <2% в каждом энергетическом
интервале шириной 16 МэВ (разрешение системы мечения). Эффективность системы мечения
была одинаковой при наборе данных и измерении потока гамма - квантов, поскольку
это производилось одновременно. Поток измерялся одновременно двумя мониторами
пучка: детектором полного поглощения (“спагетти”) и относительным пластиковым
счетчиком.
