РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.
Для измерения энергетических спектров (реакции (е, е?), (е, е?р)) и угловых распределений протонов (реакции 3Не(е, е?р) и 4Не(е, е?р)) использовался пучок электронов высоких энергий ЛУЭ-2000 МэВ. В зависимости от требований эксперимента измерения проводились при начальной энергии пучка электронов ? 500 - 1400 МэВ. Разброс электронов по импульсам 0,25 - 1% определялся раствором коллиматора-монохроматора. Первичный пучок электронов с частотой посылок 50 гц фокусировался на мишень в пятно диаметром не более 5 мм.
Начальная энергия пучка электронов определялась по энергии, соответствующей положению максимума пика упруго рассеянных электронов на исследуемом ядре, если он четко проявлялся в спектре, или по энергии упругого пика (ер)- рассеяния. Интенсивность первичного пучка электронов измерялась по монитору вторичной эмиссии на дельта-электронах, который калибровался по цилиндру Фарадея в начале и конце сеанса измерений. Длительность посылки импульса тока ускорителя постоянно контролировалась и поддерживалась на уровне 1 мксек.
Рассеянные электроны и протоны отдачи анализировались по импульсу магнитными спектрометрами СП-103 и СП-02, светосила которых могла меняться в определенных пределах за счет использования сменных входных коллиматоров. Регистрация частиц на выходе спектрометров осуществлялась многоканальными телескопами сцинтилляционных счетчиков, состоящими из апертурных счетчиков и широкого детектора, перекрывающего все каналы соответствующего телескопа. Сигналы со счетчиков каждого из телескопов подавались через линии задержки и интегральные дискриминаторы импульсов на быстрые схемы совпадений, которые устанавливали факт прохождения частицы через каналы телескопа.
Скорости счета в каждом счетчике и число совпадений в каждом канале регистрировались быстрыми 15- канальными пересчетными схемами. В случае проведения экспериментов с регистрацией (ер)- совпадений выходы схем совпадений электронного и протонного телескопов через разветвители импульсов подавались соответственно на вход "стоп" и "старт" время-амплитудных конверторов, регистрирующих совпадения электронных сигналов с протонными. Амплитудные спектры с выходов конверторов записывались амплитудным анализатором АИ-256 в режиме регистрации спектров в четырех подгруппах по 64 канала каждая.
Каждый сеанс измерений начинался с полной, комплексной проверки и калибровки экспериментальной аппаратуры как без, так и с реальным пучком электронов. Для абсолютной нормировки сечения на исследуемом ядре в одних и тех же кинематических условиях измерялся энергетический спектр на водороде. После введения необходимых поправок спектр интегрировался и сравнивался с хорошо известным теоретическим сечением на свободном нуклоне.
2.1 Измерение энергетических спектров А(е, е?)- реакции
При рассеянии электронов на ядерных мишенях с регистрацией в конечном состоянии только вторичного электрона, так называемая инклюзивная (е, е?)- реакция, измеряемыми параметрами являлись начальная энергия (Еi), энергия рассеянного электрона (Еf) и угол регистрации вторичного электрона (?е). Эти величины полностью определяли переданную электроном ядру энергию ? = Еi - Еf, 3- импульс q = (Еi2 + Еf2 - 2ЕiЕfcos(?е)]1/2, пространственно-подобный 4- импульс q?2 = 4ЕiЕfsin2(?е/2) = q2 - ?2 и дважды дифференциальное поперечное сечение электрон-ядерного рассеяния d2?/d?d?е, где d?е- элемент телесного угла.
В рамках плосковолнового борновского приближения, которое соответствует обмену в процессе рассеяния одним виртуальным фотоном, предполагая сохранение четности и лоренц инвариантности, поперечное сечение в лабораторной системе выражается через вышеприведенные величины
d2?/d?d?е = ?М[q?4/q4SL(q, ?)+{q?2/2q2+tg2?e/2}ST(q, ?)] (2.1)
где ?М = ?2cos2(?е/2)/[4Еi2sin4(?е/2)]- сечение Мотта (рассеяние на точечном заряде),
? = 1/137- постоянная тонкой структуры,
SL(q, ?)- (ST(q, ?))- продольная функция отклика, описывающая взаимодействие с зарядом и компонентом конвекционного тока параллельным q (поперечная функция отклика, описывающая взаимодействие с магнитным током и компонентом конвекционного тока перпендикулярным q).
Дифференциальное сечение (d2?/ d?d?е) для ядер с Z " 137 хорошо описывается в рамках плосковолнового борновского приближения. При этом [9] ?- зависимость функций отклика (их иногда называют структурными функциями) SL,T(q, ?) отражает степень возбуждение ядра, тогда как q- зависимость содержит информацию о Фурье преобразовании зарядового и токового распределений и, таким образом, отражает пространственную природу процесса электромагнитного возбуждения.
В реальных условиях работы ускорителя ЛУЭ-2000 МэВ инклюзивные (е, е?)- энергетические спектры неупруго рассеянных электронов измерялись при заданной начальной энергии пучка электронов и постоянном угле поворота спектрометра. Выставляя магнитное поле спектрометра, соответствующее анализу рассеянных электронов определенной энергии, регистрировалось число счетов детектирующей аппаратуры от энергии рассеянного электрона. Из-за ограниченного захвата спектрометров СП-103 и СП-02 по импульсу при получении полного энергетического спектра измерялось несколько экспозиций. При проведении эксперимента на твердых (низкотемпературных) мишенях в тех же условиях измерялся фон при отсутствии мишени (фон от стенок рабочего аппендикса).
В результате тормозного излучения пучка электронов или при распаде в мишени ?0- мезонов в установке появлялись ?- кванты, которые могли образовывать (е+, е-)- пары. При этом электрон из пары мог быть зарегистрирован как эффект. Сечение рождения пар пропорционально величине (Z2 + Z) [8], поэтому, естественно, вклад данного процесса для малонуклонных систем много меньше, чем в случае средних и тяжелых ядер. В реальных условиях проведения эксперимента вклад данного про-цесса в сечение незначителен. Так, например, оценки [8] показали, что для