Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Рис.14.12. Корреляция между импульсом и углом вылета протона отдачи, образованного на первой ступени реакции с образованием 0 и -мезона в ядре 14N (по данным эксперимента GRAAL)

Рис.14.13. Корреляция между импульсом  мезона и нуклона отдачи для реакции с образованием 0 -мезона (слева) и -мезона (справа) в ядре 14N

Кулоновская диссоциация релятивистских ионов.
Встречные пучки электронов и тяжелых ионов

    Взаимодействие релятивистских тяжелых ионов изучалось ранее, главным образом, в процессах прямого соударения, по природе своей имеет сильно действующий, адронный характер. Однако, при высоких энергиях сталкивающихся ионов благодаря существенному усилению напряженности поля при высоком Лоренц–факторе, существенную роль начинает играть дальнодействующее, или периферическое взаимодействие, которое возникает благодаря электромагнитным силам (кулоновское взаимодействие сталкивающихся зарядов). Механизм такого взаимодействия рассматривается обычно в рамках модели Вайцзекера — Вильямса, или метода виртуальных фотонов. На современных ускорителях типа RHIC и LHC вероятность кулоновского взаимодействия, вызывающего ядерные реакции, намного превышает вероятность прямого столкновения тяжелых ионов. Поэтому исследование фотоядерных реакции, или кулоновской диссоциации релятивистских тяжелых ионов, представляет значительную проблему физики тяжелых ионов.
    Согласно методу виртуальных фотонов Вайцзекера — Вильямса, кулоновские поля сталкивающихся ионов являются интенсивным источником виртуальных фотонов в широком энергетическом диапазоне. Поэтому основным каналом электромагнитной диссоциации тяжелых ядер являются фотонейтронные реакции и фотоделение (в случае ядер — актинидов).
    Пионерские экспериментальные работы в этой области были выполнены более 20 лет назад. Однако, серьезный интерес к этой проблеме появился после создания ускорителей релятивистских ионов RHIC в Японии и LHC в ЦЕРНе, позволяющих создать пучки виртуальных фотонов значительной интенсивности.
     Согласно модели Вайцзекера — Вильямса, спектр виртуальных фотонов при столкновении тяжелых ионов можно выразить (в с.ц.м.) следующей формулой:

(15.1)

 где - постоянная тонкой структуры, x = E₁b/(hc) — аргумент функции Бесселя нулевого и первого порядка (К₀ и К₁) , = v/c, = (1- ²)^-1/2 - Лоренц – фактор движущегося заряда Z₁. b — параметр столкновения (расстояние между центрами сталкивающихся ионов, в этом случае превышает сумму радиусов R₁ и R₂ сталкивающихся ионов.

Рис. 15.1. Поток виртуальных фотонов при взаимодействии тяжелых ионов Pb + Pb на ускорителях RHIC (пунктир) и LHC (сплошная линия) в зависимости от параметра соударения (нормировано на число взаимодействий тяжелых ионов).

    Полное число виртуальных фотонов, интегрированное по всему спектру, можно выразить формулой:

(15.2)

Здесь – полное сечение фотопоглощения. E_min – обычно выбирается равной порогу фотонейтронной реакции, или энергии связи, E_max /R_1,2. Результаты расчетов показаны на рис. 15.1.
    Интересной особенностью кулоновской диссоциации является достаточно большая вероятность поглощения одновременно нескольких виртуальных фотонов одним ядром. Диаграммы для таких процессов показаны на рис.15.2.

Рис.15.2. LO — процесс лидирующего порядка, NLO12 , NLO22– процессы с однофотонным и двухфотонным обменом.

Табл.15.1. Сечения электромагнитной диссоциации для одно, двух и трехфотонных возбуждений при Pb-Pb взаимодействиях на ускорителе LHC.

Cross section (barns)	2.75+2.75 A TeV Pb-Pb at LHC
	3.92
	1.50
	0.23
Tripple exitations: NLOTR	0.56
	6.21

На главную сайта Dvoika.net