Содержание
Введение.......................................................4
Глава 1. Постановка эксперимента на ускорительном комплексе RIKEN...............................................18
1.1. Общая схема измерения..................................18
1.2. Источник поляризованных ионов..........................20
1.3. Поляриметры............................................20
1.4. Поляризация дейтронного пучка..........................22
1.5. Спектрометр SMART......................................25
1.6. Детектирование частиц..................................26
1.7. Триггер................................................27
Глава 2. Получение анализирующих способностей реакций d d -> р *н и d d -> р х при Td = 140,200 и 270 МэВ и угле
о
рассеяния 0...................................................29
2.1. Идентификация протонов.................................29
2.2. Углы рассеяния.........................................31
2.3. Процедура CD2 — С вычитания............................33
2.4. Получение анализирующих способностей для реакций dd^> р *Н и
dd^pX.......................................................40
Глава 3. Получение анализирующих способностей реакций d'2c->pnc.....................................................43
2
3.1. Отбор полезных событий для реакций 3 ,2С -> р ,3С......43
3.2. Определение уровней ядерного возбуждения углерода для реакций 3'2С-+р ,3С*...............................................45
3.3. Получение анализирующих способностей...................47
3.3.1 Получение анализирующей способности Т20 для реакции
3 ,2С-»р ,3С* при Та = 140, 200 и 270 МэВ и угле рассеяния 0е 47
3.3.2 Получение угловой зависимости анализирующих способностей для реакции 3 [7С -> р 13С* при Тл = 270 МэВ.49
Глава 4. Результаты...........................................50
4.1 Однонуклонный обмен.....................................50
4.2 Анализирующие способности реакций 3 а -> ръИ и 3 а -> р X при
Та = 140, 200 и 270 МэВ и угле рассеяния О9.................52
4.3 Анализирующие способности Т70 для 3 ,2С-> р 13С при Та = 140, 200
и 270 МэВ и угле рассеяния 0е...............................58,
4.4 Угловые зависимости анализирующих способностей реакций
1
3 ,2С->/7 ,3С* при Та = 270 МэВ.............................60
Заключение....................................................77
Приложение А. Определение анализирующих способностей 80 Приложение В. Оценка сечений для реакции 3 12с^р ,3с при
7^ = 140,200 и 270 МэВ и угле рассеяния о9....................83
Литература.....................................................84
Введение
Ядерные реакции с участием дейтронов традиционно используются для изучения нуклон-нуклонного взаимодействия при промежуточных и высоких энергиях, а так же структуры легких ядер на малых межнуклонных расстояниях.
Спиновая структура легких ядер широко исследовалась в течение последних десятилетий с использованием как электромагнитных, так и адронных пробников. Одной из основных задач этих исследований при промежуточных и высоких энергиях являлось получение информации о высокоимпульсных компонентах легких ядер с целью изучения проявления релятивистских эффектов и ненуклонных степеней свободы. Более детальное изучение структуры легких ядер в процессах с большими передачами импульсов к одиночному нуклону может обеспечить получение важной информации о природе и свойствах ядерных сил, действующих между конституентами ядер, что в свою очередь позволит сделать выбор между различными моделями этих сил.
Трехнуклонная (ЗАО система является простейшим нетривиальным случаем, когда в присутствии дополнительного нуклона может проверяться качество различных моделей МУ взаимодействия.
Развитие точной техники решения уравнений Фаддеева для ЗN системы дает возможность сравнивать предсказания различных моделей NN взаимодействия с экспериментальными данными на новом уровне точности. С другой стороны, эффекты ядерной среды, параметризированные в форме 5/У-потенциала, также могут быть точно включены в вычисления.
Уже в упругом N<3 рассеянии [1, 2] существуют серьезные разногласия между измеряемыми величинами и теоретическими предсказаниями, основанными на использовании только МУ-потенциалов.
Даже дифференциальное сечение не может быть объяснено в рамках подхода Фаддеева без рассмотрения трехнуклонных сил (ЗNF) [3], когда во взаимодействии участвуют все три нуклона.
Несмотря на очевидный прогресс в понимании проблемы описания структур трехнуклонных систем, достигнутый в последние годы, а также полученный богатый экспериментальный материал, многочисленные трудности все еще остаются. Вычисления на основе нерелятивистских уравнений Фаддеева [4, 5] для трехчастичного связанного состояния предсказывают, что главными компонентами уНе основного состояния является пространственно симметричное б'-состояние, для которого спин *Не определяется спином нейтрона, а два протона образуют синглет и Г)-состояние, для которого направление спинов всех трех нуклонов противоположно полному моменту ядра. При малых внутренних импульсах доминирует 5, при больших - О компонента. Одной из причин различия между теоретическими и экспериментальными данными является пренебрежение трехчастичными силами [6; 7], которые зависят от квантовых чисел всех трех нуклонов одновременно.
Структура легких ядер интенсивно исследуется в последние несколько десятилетий с помощью как электромагнитных [8, 9], так и адронных пробников [10]. В частности, существенное количество экспериментальных данных, посвященных исследованию спиновой структуры легких ядер на малых межнуклонных расстояниях, было накоплено в течение последних лет [11].
Реакции с1р->рс1 [12], (1ъНе^> рАНе [13] или сі'Не-у'НесІ [14] являются простейшими процессами с большой передачей импульса и поэтому могут использоваться как инструмент для изучения структуры дейтрона и 3Не, и механизма их взаимодействия на малых межнуклонных расстояниях. В рамках приближения однонуклонного обмена (ОНО) поляризационные характеристики вышеупомянутых реакций определены отношениями О/б'-компонент волновых функций этих ядер.
Наибольшее количество данных для реакций, рассмотренных в рамках ОНО, посвящено исследованию спиновой структуры дейтрона [12, 13, 15, 16, 17, 18, 19]. Тензорная анализирующая способность и векторный коэффициент передачи поляризации к0 были измерены в 8ас1ау и Дубне [12, 15] в реакции упругого дейтрон-протонного рассеяния назад, Зр -»рс1. Для этой же реакции были измерены анализирующие способности А>у, А^, Аа, Ау в ШКЕЫ при 7^ = 270 МэВ [16, 17] и Ару в КУ1 при Тр = 150 МэВ и 190 МэВ [21] в более широком диапазоне углов. При энергии дейтрона Та— 270 МэВ в реакции Зр -»р<1 получены коэффициенты передачи поляризации КК' и Куа [17].
к [СеУ/с]
Рис. В.1: Экспериментальные данные по тензорной анализиующей способности Т20 в зависимости от значения внутреннего импульса к> полученные в Дубне и 5ас1ау. Данные для реакции упругого дейтрон-протонного рассеяния назад, полученные в БасЫу [12] и в Дубне[22] представлены открытыми кругами и квадратами соответственно. Сплошные круги, квадраты и треугольники обозначают данные для инклюзивного развала дейтрона на водородной мишени, полученные в 8ас1ау [21] и в Дубне [15]. Линия воспроизводит результат вычисления в рамках ОНО.
6
Данные по тензорной анализирующей способности Tw в реакции упругого дейтрон-протонного рассеяния назад, ф -> pd [12, 15] демонстрируют некоторые несоответствия с теоретическими расчетами, выполненными в рамках ОНО. Экспериментальные данные по тензорной анализирующей способности 7^ в реакции упругого электрон-протонного рассеяния,
полученные в J'Lab [20], и данные по Т20 для инклюзивного развала дейтрона[21, 22] могут быть объяснены структурными функциями дейтрона. Однако, как показано на рисунке В.1, данные по Г20 в реакции упругого дейтрон-протонного рассеяния назад демонстрируют необъяснимые структуры в интервале значений внутреннего импульса £-0.3-0.5 ГоВ/с, где доминирует D-волна. На данный момент нет какой-либо теории, которая может объяснить поляризационные наблюдаемые для реакции дейтрон-протонного рассеяния назад и инклюзивного развала дейтрона одновременно. Но можно предположить, что за разницу между наблюдаемыми этих реакций отвечают дополнительные компоненты в дейтроне и/или механизмы реакций [И].
Для другой реакции, d 3Нё -» рлНе, были поляризованы как пучок, так и мишень [13, 19]. Все результаты свидетельствуют о
чувствительности поляризационных наблюдаемых к спиновой структуре дейтрона. Например, тензорная анализирующая способность Т20 для реакций dp-+ pd, dp -> рХ и с/3Яе-> рАНе имеет большую отрицательную величину, отражая тем самым знак отношения D/S компонент волновых функций дейтрона.
Что касается спиновой структуры трехнуклонного связанного состояния, то экспериментальных данных на настоящий момент получено немного. Так в RIKEN измерена тензорная анализирующая способность Т20 упругого d3Не рассеяния назад при энергиях Td = 140, 200 и 270 МэВ [14]. Установлено, что ее знак положительный и согласуется со знаком отношения D/S компонент волновых функций 3Не [23].
7
- Київ+380960830922