Измерение тензорной и векторной анализирующих способностей неупругого рассеяния поляризованных дейтронов на протонах в области энергий возбуждения Роперовского резонанса и дельта-изобары

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.......................................................................6
ГЛАВА I Измерение тензорной и векторной анализирующих способностей реакции неупругого рассеяния дейтронов на протонах.
Проведение измерений. Характеристики установки ...............................18
1.1 Фокусирующий магнитный спектрометр SPES4 .................................19
1.2 Широкоапертурный магнит TETHYS............................................20
1.3 Передний спектрометр .....................................................20
1.4 Мишень, мониторы..........................................................20
1.5 Поляризованный пучок. Измерения поляризации пучка.........................21
1.6 Величины, измеряемые в этом эксперименте .................................22
1.7 Триггер ..................................................................23
.1.8 Процедура измерений. Настройки SPES4-7T..................................23
1.9 Общая характеристика набранных данных. Статистика.........................25
1.10 Фоновые процессы. Реакция упругого рассеяния назад
в системе центра масс.........................................................26
1.11 Общая характеристика математического обеспечения
для offline-обработки экспериментальных данных ...............................27
ГЛАВА И Обработка экспериментальных данных ...................................32
2.1 Процедура обработки информации магнитооптического спектрометра SPES4 32
2.1.1 Временное "выстраивание" счетчиков годоскопа SPES4 .....................32
2.1.2 Процедура восстановления импульса частицы в спектрометре SPES4 .........32
2.1.3 Определение массы частицы зарегистрированной в SPES4.
Идентификация частиц и определение массы для реакций p(rf, d')X и p(d,p)d. ... 34
2.2 Процедура обработки информации с Переднего спектрометра .................37
2.2.1 Обработка дрейфовой информации камер Переднего спектрометра ............37
2.2.2 Системы координат ......................................................38
2.2.3 Геометрия Переднего спектрометре. Калибровочные измерения ..............39
2.2.4 Карта поля широкоапертурного магнита TETHYS ............................46
2.2.5 Процедура восстановления импульса в Переднем спектрометре ..............48
2.2.6 Идентификация частиц в Переднем спектрометре ...........................53
2.2.7 Процедура проведения треков в пространстве в Переднем спектрометре —53
2.2.8 Критерии отбора событий в Переднем спектрометре ........................55
2.3 Идентификация каналов реакции ............................................58
ГЛАВА III.Моделирование эксперимента..........................................60
3.1 Моделирование аксептаиса установки для различных
каналов реакции неупругого рассеяния дейтронов на протонах ...................60
3.2 Моделирование условий эксперимента с использованием
матричного элемента рассчитанного в модели Е.Осета............................63
2
ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
МАЛИНИНА Людмила Владимировна
ИЗМЕРЕНИЕ ТЕНЗОРНОЙ И ВЕКТОРНОЙ АНАЛИЗИРУЮЩИХ СПОСОБНОСТЕЙ НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ДЕЙТРОНОВ НА ПРОТОНАХ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГИЙ ВОЗБУЖДЕНИЯ РОПЕРОВСКОГО РЕЗОНАНСА И
ДЕЛЬТА-ИЗОБАРЫ
Специальность: 01.04.16 - физика ядра и элементарных частиц.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Работа выполнена в Лаборатории Высоких Энергий Объединенною Института Ядериых Исследований
Научный руководитель:
доктор физико-математических наук, СТРОКОВСКИЙ
старший научный сотрудник Евгений Афанасьевич
Официальные оппоненты:
доктор физико-математических наук, ТОКАРЕВ
старший научный сотрудник Михаил Владимирович
кандидат физико-математических наук, ЕРШОВ
старший научный сотрудник Александр Альбертович
Ведущее научно-исследовательское учреждение:
Петербургский Институт Ядерной Физики
Дубна 2001
ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.......................................................................6
ГЛАВА Т Измерение тензорной и векторной анализирующих способностей реакции неупругого рассеяния дейтронов на прогонах.
Проведение измерений. Характеристики установки ...............................18
1.1 Фокусирующий магнитный спектрометр SPES4 .................................19
1.2 Широкоапертурный магнит TETHYS............................................20
1.3 Передний спектрометр .....................................................20
1.4 Мишень, мониторы..........................................................20
1.5 Поляризованный пучок. Измерения поляризации пучка.........................21
1.6 Величины, измеряемые в этом эксперименте .................................22
1.7 Триггер ..................................................................23
1.8 Процедура измерений. Настройки SPES4-7T ..................................23
1.9 Общая характеристика набранных данных. Статистика.........................25
1.10 Фоновые процессы. Реакция упругого рассеяния назад
в системе центра масс.........................................................26
1.11 Общая характеристика математического обеспечения
для offline-обработки экспериментальных данных .............................. 27
ГЛАВА II Обработка экспериментальных данных ..................................32
2.1 Процедура обработки информации магнитооптическою спектрометра SPES4 32
2.1.1 Временное "выстраивание" счетчиков годоскопа SPES4 .....................32
2.1.2 Процедура восстановления импульса частицы в спектрометре SPES4 .........32
2.1.3 Определение массы частицы зарегистрированной в SPES4.
Идентификация частиц и определение массы для реакций р(d,d')X и p(d,p)d. ... 34
2.2 Процедура обработки информации с Переднего спектрометра ..................37
2.2.1 Обработка дрейфовой информации камер Переднего спектрометра ............37
2.2.2 Системы координат ......................................................38
2.2.3 Геометрия Переднего спектрометре. Калибровочные измерения...............39
2.2.4 Карта поля широкоапертуриого магнита TETHYS ............................46
2.2.5 Процедура восстановления импульса в Переднем спектрометре ..............48
2.2.6 Идентификация частиц в Переднем спектрометре ...........................53
2.2.7 Процедура проведения треков в пространстве в Переднем спектрометре — 53
2.2.8 Критерии отбора событий в Переднем спектрометре ........................55
2.3 Идентификация каналов реакции ............................................58
ГЛАВА III.Моделирование эксперимента..........................................60
3.1 Моделирование аксентанса установки дія различных
каналов реакции неупругого рассеяния дейтронов на протонах ...................60
3.2 Моделирование условий эксперимента с использованием
матричного элемента рассчитанного в модели Е.Осета ...........................63
2
ГЛАВА IV Результаты измерения тензорной анализирующей способности реакции упругого рассеяния назад в с.ц.м. р((1;р)(1 ...........................65
ГЛАВА V Результаты измерения тензорной и векторной анализирующих способностей реакции неупругого рассеяния дейтронов на протонах........68
5.1 Реакции с рождением одного пиона...................................68
5.2 Реакции с рождением двух пионов....................................75
ГЛАВА VI Сравнение результатов измерения тензорной и векторной анализирующих способностей с известными мировыми данными и с существующими теоретическими моделями .................................77
6.1 Сравнение Луу для реакций с рождением одного и двух пионов.
Сравнение результатов измерения тензорной
анализирующей способности с известными мировыми данными ...............77
6.2 Сравнение Ауу, измеренной в эксперименте, с предсказаниями
модели М.П.Рекало и Э.Томази-Густафсон для р((1, с1')Х рассеяния ......77
6.3 Оценки зависимости тензорной и векторной анализирующих способностей
от угла вылета пиона на основе данных об упругом 7Г'1с1 рассеянии......81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................84
БЛАГОДАРНОСТИ..........................................................85
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .....................................................86
3
СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ.
Рис.1 Основные диаграммы процесса р(гі, с/)Н7г(7г).
Рис.2 Диаграммы процесса с/р -> с1п7Г+(7г”).
Рис.З Недостающая масса Мх (эффективная масса N 7г(7г)) в зависимости от квадрата переданного 4-импульса |£| дейтрона при импульсе начального пучка дейтронов 3.73 ГэВ/с, заштрихована область доступная в этом эксперименте.
Рис.4 Схема установки 8РЕ84-тг.
Рис.5 Импульсный спектр рассеянных дейтронов, полученный при моделировании с использованием матричного элемента, рассчитанного в модели Е.Осета [28).
Рис.б Двумерное распределение по импульсам и времени пролета частиц в 8РЕ84.
Рис.7 Соотношение между Ар/ро и номером г сработавшего Г счетчика.
Рис.8 Массы <1 и р} измеренные в 8РЕ84; недостающая масса Мх в зависимости от номера сработавшего счетчика М\ — (Ррго.) - Ре3ен)2 и РргСу, РєЗС<л 4-импульсы рассеянного дейтрона и заряженной частицы детектируемой в 8РЕ84; то же для частиц соответствующих дейтронному пятну в (Ісіс, аЛс) спектре, измеренном в Г8(рис.9).
Рис.9 Масса частицы детектируемой в БРЕ84 относительно импульса этой частицы; проекции этого распределения на соответствующие оси; (Шс, аііс) спектр для идентификации упругого рассеяния назад в ЕЙ.
Рис. 10 Структура дрейфовых ячеек Переднего спектрометра.
Рис. 11 Системы координат.
Рис.12-14 Распределения для уточнения положения камер ЕБ в вертикальном направлении.
Рис.15 Вычисление т-координат в и и V камерах {хи, ху).
Рис.16 ДХи, Дхц, "пропорциональная мода"и "дрейфовая мода".
Рис.17 Компоненты магнитного поля Ву,Вг,Вх для пазя 0.9 Т.
Рис.18 Разница между исходным и восстановленным импульсом в Переднем Спектрометре.
Рис.19 Разница между исходным и восстановленным горизонтальным углом рассеяния в Переднем Спектрометре.
Рис.20 Разница между исходным и восстановленным вертикальным углом рассеяния в Переднем Спектрометре.
Рис.21 Импульс и угол рассеяния для сір —> реї при 180° в с.ц.м..
Рис.22 Идентификация частиц в Переднем Спектрометре.
Рис.23 Количество кластеров на плоскость камеры в Переднем Спектрометре. Рис.24 Распределение по х2 Для треков, восстановленных в ЕБ.
4
Рис.25 Акс.ептансы для различных каналов реакции, рассчитанные методом Монте-Карло с помощью пакета GEANT. События генерировались равномерно распределенными по фазовому объему с помо программы GENBOD.
Рис.26 Аксептансы для dp -у dpn° и dp -у dmг+ каналов реакции, рассчитанные методом Монте-Карло с помощью пакета GEANT, d' регистрируется в SPES4. События генерировались равномерно распределе по фазовому объему с помощью программы GENBOD.
Рис.27 Моделирование с матричным элементом, рассчитанным в модели Е.Осета. Распределение по переданной энергии Ed - Е#, двумерное распределение по t и эффективной массе Ntt системы, эффективной массе Ntt системы, квадрату переданного 4-импульса t.
Рис.28 Моделирование с матричным элементом, рассчитанным в модели Е.Осета. Импульсы рассеянного дейтрона и тг+, при условии попадания d1 в SPES4. Импульсы рассеянного дейтрона и тг+, при условии попадания d' в SPES4 и 7г+ в FS.
Рис.29 Данные о Т2о для {юакции p(d,p)d упругого рассеяния назад (с.ц.м.).
Рис.30 Экспериментапьные распределения квадрата недостающей массы в зависимости от импульса для событий с регистрацией 7Г+ в Переднем спектрометре при настройке спектрометра нар«*=2.94 ГэВ/с.
Рис.31 Экспериментальные распределения по квадрату недостающей массы для событий с регистрацией тг+ в Переднем спектрометре при настройке спектрометра нар«*=2.94 ГэВ/с.
Рис.32 Экспериментальные данные для поляризационных наблюдаемых Ауу и Ау в зависимости от t и 0* для однопионных каналов.
Рис.33 Экспериментальные распределения для dp —у </ртг(7г) реакции для событий с регистрацией тг+ в Переднем спектрометре при настройке спектрометра на pd=2.94 ГэВ/с.
Рис.34 Оптирование угловой зависимости Ау функцией Р1 * sin(û^) *f Р2.
Рис.35 Экспериментальные данные для поляризационных наблюдаемых Ауу и Ау в зависимости от t и 9Я для двухнионных каналов.
Рис.36 Сравнение тензорной анализирующей способности, измеренной в нашем эксперименте, с Ауу для p(d,d')X (мировые данные).
Рис.37 Сравнение тензорной анализирующей способности для реакций dp —у dmr+ и dp -у dpTTTT с предсказаниями модели М.П.Рекало и Э.Томази-Густафсон.
Рис.38: Сравнение зависимости тензорной анализирующей способности от угла вылета пиона для dp -у dNir эксперимента Е278С с тензорной анализирующей способностью для упругого 7r+d рассеяния, рассчитанной но SAID в тех же кинематических условиях.
Рис.39: Сравнение зависимости векторной анализирующей способности от угла вылета пиона для dp -у dN-ir эксперимента Е278С с векторной анализирующей способностью Д1я упругого 7г+</ рассеяния, рассчитанной по SAID в тех же кинематических условиях.
5