Рождение странных частиц в пи+р- взаимодействиях при начальном импульсе 4,23 ГэВ/с Киселевич, Иван Львович

Введение к работе

Настоящая диссертация посвящена экспериментальному
исследованию рождения странных частиц в л+р-взаимодействиях.
Эксперимент был выполнен на двухметровой жндководородиой
пузырьковой камере ЖВК2 ИТЭФ. Экспозиция камеры проводилась в
:епарированном пучке л+-мезонов с импульсом 4,23 ГэВ/с. Целью
эксперимента было определение сечений рождения странных

4астиц, резонансов и измерение поляризации гиперонов.

Актуальность проблемы

В настоящее время существуют феноменологические модели, /довлетворительно описывающие закономерности инклюзивного образования частиц при высоких энергиях. Все они с большим или меньшим успехом воспроизводят зависимость инвариантного сечения уг продольных и поперечных составляющих импульсов вторичных тстиц. Сложнее обстоит дело с описанием поляризации вторичных шетиц. В настоящее время не создано теоретических моделей, зоспроизводящих это явление во всей области, доступной жеперименту.

В свою очередь и в экспериментальном изучении поляризации іторичньїх частиц существуют значительные пробелы. Отсутствуют телематические измерения поляризации странных частиц во всем шапазоне доступных энергий и видов пучков. Статистическое >беспечение многих работ по измерению поляризации недостаточно, [то затрудняет сравнение и обобщение их результатов. Плохо обстоит [ело и с повторяемостью результатов даже в работах, выполненных іри близких импульсах на одинаковой методике.

В последнее время возрастает интерес к изучению поляризации іторичньїх частиц. С одной стороны это связано с тем, что стоимость радиционных экспериментов при сверхвысоких энергиях начителыю превзошла стоимость поляризационных экспериментов іри средних энергиях. С другой стороны он стимулируется наличием ак называемого "спинового кризиса", который возник при інтерпретацій! работ по глубоконеупругому рассеянию (оляризованных электронов и мюонов на поляризованных протонах. 1а основании результатов этих работ и партонной модели нуклона южно при.1г:; к выводу, что вклад спина валентных кварков в спин [ротона составляет не более 30-40%. Такой вывод противоречит ложившимся представлениям о происхождении спина протона, існованньїм на выводах статических кварковых моделей. Іервоначально кварки были введены для объяснения квантовых исел наблюдаемых экспериментально алроноп и резонансов.

Поэтому приписанные кваркам электрические и барионные заряды, а также спины , нужно рассматривать как подгоночные параметры, позволяющие очень просто объяснить существующее разнообразие частиц. С возникновением квантовой хромодинамики изменился статус кварков - они наряду с глюонами становятся простейшими динамическими объектами теории, основной задачей которой является построение на их основе всех наблюдаемых частиц. Если прежде усилия теоретиков были направлены на объяснение существующих масс, то теперь необходимо объяснить и существующие спины частиц.

Из сказанного выше можно заключить, что в ближайшем будущем интерес к экспериментальному и теоретическому изучению спиновых явлений должен возрастать.

Цели и задачи исследования Настоящая диссертация посвящена экспериментальному изучению рождения странных частиц в л+р-взаимодействиях при первичном импульсе 4,23 ГэВ/с. Целью диссертационной работы является определение сечений рождения странных частиц и резонансов и подробное изучение их поляризации.

Научная новизна и значимость работы

1. Спроектированы и изготовлены системы 2-метровой водородной камеры: система термостатирования, система очистки и заполнения камеры неон-водородной смесью, тре кочу вствительная водородная мишень.

2. Получено около 2 миллионов снимков с 2-метровой водородной камеры в пучках я—мезонов, протонов и ядер 4j-j_e протонного синхротрона ИТЭФ.

3. Впервые в России проведена экспозиция 2-метровой водородной пузырьковой камеры с неон-водородным заполнением в пучке п~-мезонов с импульсом 6,2 ГэВ/с и получены физические результаты.

4. Измерены сечения 24 каналов л"р-взаимодействий с рождением странных частиц в конечном состоянии с учетом рождения резонансов в каналах с Л-гиперонами, в том числе изобары N*(1710), распадающейся на ЛК.

5. Измерена средняя поперечная поляризация 1~-гиперонов (1265 событий): -0,49+0.09.

6. Показано, что при совместном рождении 1^-гипероиов с
векторным мезоном К*(892) поляризация возрастает и достигает
-0,74±0,19.

7. Наблюдается слабая зависимость поляризации Л-гиперонов в інклюзивнои реакции от квадрата четырехимпульса, переданного от іротона к Л-гиперону; от феГінмановской переменной х_г; от юперечного импульса; от эффективных масс Ля и Юг.

8. Для трех каналов исследована зависимость поляризации Л-иперонов от перечисленных переменных.

9. Впервые установлена связь поляризации в инклюзивной реакции : поляризацией в отдельных каналах.

На зашиту ^кослі'-,-;

1. Разработка и изготовление следующих систем двухметровой
іузьірьковой камеры: системы теплообмена, системы заполнения
:амеры неон-водородной смесью, трекочувствитсльной водородной

1ИШЄНИ.

2. Измерение сечений каналов со странными частицами в гс+р-ізаимодействиях при первичном импульсе 4,23 ГэВ/с.

3. Измерение сечений резонансов, рождающихся в каналах с Л-иперонами.

4. Измерение средней поляризации Л-гиперонов.

5. Измерение средней поляризации +-гиперонов.

6. Исследование зависимости поляризации Л-гиперонов от :валрата четырехимпульса, переданного от протона к Л-гиперону; от эейнмановской переменной x_F; от поперечного импульса; от ффективных масс Лл и Кк.

7. Исследование зависимости поляризации 1+ -гиперонов от юперечного импульса и недостающей массы.

Практическая полезность Результаты экспериментального исследования полезны при [роектировании новых экспериментов и создании моделей заимодействия, учитывающих спиновые эффекты.

Апробация и публикации Материалы, изложенные в диссертационной работе, опубликованы журналах: "Ядерная физика", "Письма в ЖЭТФ", "Physics Letters". Приборы и техника эксперимента" и в препринтах ИТЭФ. Список публикованных работ приведен в конце автореферата.

Структура диссертации Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Содержит 16 таблиц, 24 рисунка и библиографию, включающую 87 наименований. Полный объем 105 страниц.