Содержание
1 Введение 5
1.1 Основные результаты работы................ 6
1.2 Апробация работы и публикации............. 7
2 Обзор теоретических моделей и экспериментальных результатов по поляризации
Л° 9
2.1 Теоретические модели, описывающие поля-
ризацию в инклюзивных адронных процессах ..................................... 10
2.1.1 Модель прецессии Томаса [7] . . . . 10
2.1.2 Полуклассическая струйная модель
й.................................. 12
2.1.3 Модель многократного рассеяния [9] 14
2.1.4 Модель Р-волновых орбиталей [10] 15
2.1.5 Модель реджеонного обмена [11] . . 16
2.2 Экспериментальные данные но поляризации А0 в нуклонных пучках..................... 18
3 Экспериментальная установка ЭКСЧАРМ 23
3.1 Структура пучка.......................... 24
3.2 Основные элементы спектрометра 26
3.3 Система пропорциональных камер .... 26
3.4 Магнит .................................. 28
3.5 Сциитилляционные годоскопы............... 29
3.6 Нейтронный монитор....................... 30
3.7 Черенковские счетчики.................... 31
2
3.8 Описание адронного калориметра........... 32
3.9 Система запуска установки (триггер) ... 33
3.10 Система сбора и контроля данных .... 35
3.11 Определение положения внутренней мишени 38
4 Программы для обработки данных 44
4.1 Схема обработки экспериментальной информации ..................................... 44
4.2 Геометрическая реконструкция событий . 45
4.3 Предварительный отбор событий............ 49
4.4 Программное обеспечение для физического
анализа.................................. 50
4.4.1 Библиотека классов для работы с системой ROOT............................. 51
4.4.2 Программа записи данных в формате ROOT................................. 56
4.4.3 Физический анализ.................. 57
5 Методика и результаты измерения поляризации Л° в эксперименте ЭКСЧАРМ 58
5.1 Отбор событий............................ 58
5/2 Измерение поляризации ................... 60
5.3 Систематические ошибки .................. 70
5.4 Обсуждение полученных результатов ... 72
5.5 Сравнение с экспериментальными данными 73
5.6 Сравнение с предсказаниями теоретических моделей.................................. 75
6 Измерение поляризации в эксперименте
3
ЫА48 79
6.1 Установка №\48 и условия проведения эксперимента ................................... 80
6.2 Отбор событий............................ 83
6.3 Измерение поляризации ................... 85
7 Заключение 91
4
1 Введение
Более 20 лет назад было обнаружено, что Л°-гипероны, рожденные в инклюзивных адронных процессах, имеют значительную поперечную поляризацию. Под этим имеется в виду, что средняя проекция спина образованных А° на ось, перпендикулярную плоскости рождения Л°, не равна нулю. Плоскость рождения определена направлением пучка и направлением вылета Л°-гиперонов в лабораторной системе отсчета.
Исследования проводились в широком диапазоне энергии пучка (от 12 до 800 ГэВ) и при различных углах рождения А0. Было показано, что абсолютная величина поляризации монотонно возрастает с увеличением поперечного импульса рх образуемых Л° в области р* < 1 ГэВ/с. Также было установлено, что при рг > 1 ГэВ/с зависимость поляризации от рі выходит на плато, величина которого определяется значением переменной Фейнмана1 Хр рожденных Л°. При этом имеет место монотонный рост абсолютной величины поляризации при увеличении хр для фиксированного рі. Для объяснения имеющихся экспериментальных данных по поляризации было предложено несколько теоретических моделей, однако механизм ее возникновения до сих пор не выяснен полностью.
Большинство экспериментов проводилось в протонных пучках. К настоящему времени было проведено только
1 переменная Фейнмана Ху определена как ху = гдер^ - продольная составляющая
импульса Л° в системе центра масс реакции, а р^.лх - максимально возможное значение импулсьса Л° в той же системе.
5
одно измерение в нейтронном пучке [1], в котором было получено несколько более высокое значение поляризации Л°, чем в экспериментах с протонными пучками.
1.1 Основные результаты работы
Основной целью работы является измерение и исследование поляризации Л°-гипероиов в зависимости от их кинематических характеристик. Исследования проводились с помощью установки ЭКСЧАРМ на серпуховском ускорителе и NA48 на ускорителе SPS CERN. Изучат лась зависимость от поперечного импульса pt и, в случае эксперимента ЭКСЧАРМ, от переменной Фейнмана Хр. В методическом плане была выполнена работа по определению положения внутренней мишени в эксперименте ЭКСЧАРМ, разработано программное обеспечение, позволяющее проводить физический анализ данных этого эксперимента на основе системы ROOT.
Диссертация состоит из введения (первая глава), пяти глав, заключения и списка цитированной литературы.
Вторая глава содержит обзор экспериментальных данных но измерению и исследованию поляризации А0. Рассмотрены также основные модели, предложенные для описания поляризации гиперонов в адрон-нуклонных или адрон-ядерных столкновениях.
В третьей главе диссертации дано описание экспериментальной установки ЭКСЧАРМ и схемы ее работы. Определено понятие внутренней мишени и представлена методика определения ее положения.
6
В четвертой главе приведено описание программного обеспечения, используемого для геометрической реконструкции треков и физического анализа данных в эксперименте ЭКСЧЛРМ, а также специально разработанного программного обеспечения на основе системы ROOT.
Пятая глава посвящена методике и результатам измерения поляризации А° в эксперименте ЭКСЧАРМ в пС взаимодействиях при энергии нейтронов в интервале 20-70 ГэВ. Приводится сравнение результатов с результатами других экспериментов в рЛ и пС взаимодействиях.
Шестая глава посвящена процедуре измерения поляризации Л° в эксперименте NA48. Описана схема установки, обоснованы используемые критерии отбора распадов Л°, приведены метод исследования и полученные значения.
В заключении сформулированы основные результаты диссертации.
1.2 Апробация работы и публикации
Выносимые на защиту результаты неоднократно обсуждались на рабочих совещаниях коллабораций ЭКСЧАРМ и NA48, докладывались на объединенном семинаре ЛВЭ - ЛФЧ, были представлены на научной сессии Московскою Инженерно - Физического Института, на юбилейной сессии ЛФЧ. На международной конференции “3rd International Conference on Hyperons, Charm and Beauty Hadrons'5, проходившей в Генуе, Италия, с 30 июня по 3 июля 1998 года, был представлен доклад
7
- Киев+380960830922