Введение к работе
Актуальность темы. Существование узких (Г < 20 МэВ/с2) дибарнонных резонансов, поиску которых посвящена дашіая диссертационная работа, является частью более общей проблемы — существования многокварковых конфигураций, таких, как 4
В середине 70—х годов, когда кварковая модель заняла прочное место в физической картине мира и квантовая хромодинаміка утвердилась в роли ' теории сильных взаимодействий, была разработана модель кварковых мешков. В рамках этой моде. были предложены различные механизмы образования многокварковых конфигураций. Вскоре было объявлено о наблюдении широких . (Г «100 МзВ/сг) резонансоподобных структур в энергетическом поведении поляризации протонов в yd->pn взаимодействиях и в разности рр—сечений с различной ориентацией спинов. А с 1983 года стали появляться данные о наблюдении узких дибарнонных резонансов. Если в первом случае интерпретация эффекта довольно неоднозначна и требует сложного фазового анализа с привлечением большого экспериментального материала, то достоверное наблюдение узких дибарионов могло бы свидетельствовать в пользу существования многокварковых конфигураций.
Однако, и сегодня существование узких дибарнонных резонансов вызывает сомнений Накопленный к настоящему времени экспериментальный материал довольно противоречив, что связано как со статистической достоверностью' результатов, математичесой обработкой экспериментальных данных, так и с методикой постановки экспериментов. Тем не менее, авторы,
впервые наблюдавшие узкие дибарионы в спектре эффективных масс двух протонов в реакции пр-*ррп~ (Ю.А. Троян и др.), увеличив обработанную статистику и суммировав экспериментальный материал, собранный при различных импульсах налетающего нейтрона, до сих пор подтверждают факт наблюдения более 15 резонансов.
Экспериментальная работа, основные результаты которой излагаются в диссертации, была направлена на изучение реакции
рп -*ррк~ (1)
проведенное примерно в тех же кинематических условиях, что и исследование реакции пр->ррж~, но на значительно более' статистически обеспеченном экспериментальном материале при одном импульсе. Эта работа выполнена на трехметровом магнитном спектрометре ИТЭФ с оптическим съемом информации, ориентированном, в основном, на изучение процессов с большими переданными импульсами. Эго, во первых, позволило работать в той кинематической области, где предпочтительнее могли бы рождаться узкие дибарионные резонансы А, во вторых, такая постановка эксперимента позволила существенно снизить возможный фон от нерезонансного рождения двух протонов в реакции (1). В качестве пучка использовался вторичный пучок протонов синхротрона ИТЭФ с импульсом L98 ГэВ/с, в качестве мишени — жидкий дейтерий.
Целью диссертационной работы являлось: ,
-
исследование реакции (1) при импульсе L98 ГэВ/с в кинематической области
-
поиски узких дибарионных резонансов с Т=1 в спектре эффективных масс двух протонов; определение их квантовых чисел, если такие резонансы существуют.
Научная новизна диссертациошой работы состоит в следующем: 1. Впервые проведено целенаправленное исследование реакции (1) в области х, > 0.1. Полученный в эксперименте материал является самым большим в мире
в изученной кинематической области и при одном импульсе.
2 Установлен механизм протекания реакции (1) в изученной кинематической области и показано, что вклад промежуточного состояния рД в механизм протекания реакции (1) составляет около 95% во всем исследованном диапазоне эффективных масс двух прогонов за исключением надпороговой области.
-
Показано, что спектр эффективных масс двух протонов из реакции (1) в области больше 1900 МэВ/с2 удовлетворительно описывается. моделью однотонного обмена и не содержит статистически значимых нерегулярностей, которые могли бы быть интерпретированы, как узкие дибарионные резонанси.
-
Получены рекордные ограничения на сечение образования узких дибарионных резонансов с Т=1 в системе двух прогонов. Полученные ограничения на 1.5 + 2 порядка ниже уровня сечений, на котором узкие дибарионные резонанси наблюдались в некоторых экспериментальных работах.
-
Впервые наблюдалась надпороговая особенность с массой 1877.5 ±0.5 МэВ/с" и шириной на полувысоте 20 ±0.5 МэВ/сГ в спектре эффективных масс двух протонов из реакции (1).
Практическая и научная ценность диссертации заключается в том, что
1) показано, что для корректного описания механизма реакции (1) необходимо-.
учитывать доминирование рождения Д(1232) изобары;
-
продемонстрирована возможность описания надпороговой особенности без привлечения гипотезы об узких дибарионных резонансах;
-
в результате анализа большого статистического материала (16962 события) показано отсутствие значимых сигналов, связанных с образованием узких дибарионных резонансов;
4) в области масс 1.90<Мрр^.17 ГэВ/с2 на 90% уровне достоверности
получено ограничение на рождение узких дибарионных резонансов.
На защиту выносятся: V) результаты исследования механизма реакции (1) при 1.98 ГэВ/с в кинематической области х„ > 0.1;
2) наблюдение и возможная интерпретация узкой надпороговой особенности в спектре эффективных масс двух протонов;
3) ограничение на образование узких дибарионных резонансов в диапазоне масс 190<МРРД17 ГэВ/с2.
Личный вклад автора в получении новых результатов состоит в:
-
непосредственном участии в подготовке и проведении эксперимента по поиску узких дибарионных резонансов на трехметровом магнитном спектрометре ИТЭФ;
-
обработке набранного экспериментального материала (16962 .события) с помощью программ физического и статистического анализа;
-
моделировании экспериментальных спектров и расчете аксептанса установки методом Монте—Карло;
4) анализе результатов эксперимента, получении ограничения на сечение
образования узких дибарионных резонансов.
Апробация результатов работы. Результаты диссертационной работы докладывались на XI Международном семинаре по проблемам физики высоких энергий (Дубна, 1992), конференции ОЯФ АН СССР (Москва, 1992), X Международном северном совещании (Швеция, 1993), XIII Международной конференции по ядрам и частицам (Италия, 1993), семинаре ИТЭФ, конференциях молодых ученых МФТИ и ИТЭФ.
Непосредственно по теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 7 глав, включая введение и заключение. Ее объем состовляет 116 сгранш, включая 36 рисунков и 3 таблицы. Список цитированной литературы содержит 116 наименований.
