Введение к работе
Актуальность проблемы. Последние годы .ознаменованы бурным всплеском исследований взаимодействия антинуклонов с ядрами. Объективной предпосылкой широкомасштабного экспериментального изучения этой проблемы ПОСЛУЖИЛО сооружение в 1S83 г. в cerw установки L3AR, способной давать интенсивные пучки антипротонов с импульсом до 2 ГэВ/с. В исследовании антинуклон-ядерного Ша~) взаимодействия мозшо условно выделить. несколько интересных областей. Большой интерес представляет сама аннигиляция антинуклона и влияние ядерной среды на этот процесс. При увеличении энергии антинуклона он проникает в область насыщенного ядерного вещества и механизм его аннигиляции может существенно зтличаться от аннигиляции в вакууме. Процесс аннигиляции антинуклона в ядре предоставляет уникальные возможности для юиска кварк-глюонной плазмы и является альтернативой ззаимодействию релятивистских тяжелых- ионов в таких ісследованиях.
Другая область в изучении NA-акнигиляции связана с їзаимодействием аннигиляционных частиц с нуклонами, гередачей выделившейся энергии ядерной системе и процессом [евозбуждения остаточного ядра. Специфика антинуклонов, юстоящая в их способности аннигилировать в ядерной среде, ткрывает новые возможности з образовании и исследовании зойств высоковозбужденных ядер. Эмиссия большого числа (в реднем около 5) пионов с энергиями вблизи энергии 3,3)-резонанса при аннигиляции медленного антинуклона лагоприятсгвует образованию в последующем мультипион-дерном взаимодействии термализованных ядер-остатков. 'В толь высоко возбужденном ядерном веществе возможно уществование фазового перехода типа жидкость-газ, сигналом эторого может служить множественное рождение ядерных рагментов (мультифрагментация) как результат взрывного эспада горячего ядра-остатка.
Аннигиляция антинуклоЕОз, при которой з ядро влетает несколько мезонов, является своего рода "иезонной фабрикой". Кроме пионов в ш-аннигиляции могут рождаться как долгоживущие, так и короткожизущие мезоньые резонанса (tj, р, и, ф, и т.д.). Реакция рА-аннигилящш позволяет изучать взаимодействие мезонних резонансоз в области низких энергий (ю-100 МэВ). Аннигиляцию антинуклонов можно рассматривать как альтернативную возможность изучения адрон-ядерных взаимодействий и поиска адрон-ядерных связанных состояний. В этом случае с ядром взаимодействуют мезонныв резонанси, образовавшиеся в pN-аннигиляции на далекій периферии ядра. Данный метод имеет определенные достоинства: с одной стороны, малая энергия образовавшихся, {'.озонных резонансов способствует большой вероятности их з<\вата ядром, а с другой стороны, нерелятивистский характер движения источника мезонов в разреженной ядерной среде устраняет ряд принципиальных трудностей, встречающихся в исследованиях с частицами высоких энергий.
При теоретическом исследовании . указанных вопросов возникла необходимость корре!.:ного описания процессов, протекающих в ядре в ходе ні,упругого NA-взаимодействия. Данная физическая задача имеет лза тесно связанных аспекта: во-первых, изучение NA-взаимодействия и диссипации внесенной энергии, и во-вторых, изучение распада образовавшихся ео взаимодействии высоковозбужденк--; ядер. В качестве нулевого приближения в теоретическом нееледоланий неупругого NA-взаимодействия разумно выбрлть модель, основанную на простейшей физической картине, а именно: на первой, быстрой стадии антинуклон аннигилирует на внутриядерном нуклоне, а образовавшиеся пионы и тяжелые мезоны индуцируют в ядре каскад- последовательных столкновений с нуклонами ядра. На второй, более медленной стадии после установления статистического равновесия в остаточном яд;.в происходит его девозбуждение. Такая модель может служить основой для поиска упомянутых выше новых физических эффектов по обнаруженному
расхождению её результатов с экспериментальными данными.
Целью диссертации является развитие на основе статистического подхода методов описания неупругого антинуклон-ядерного взаимодействия при энергии Sj $ 10 ГэВ, применение этих методов для систематического анализа экспериментальных данных и выявления характеристик, чувствительных к деталям рассматриваемых реакций.
Научная новизна данной работы состоит в том, что впервые в рамках едішого статистіиеского подхода дано теоретическое описание широкого круга экспериментальных данных по неупругому NA-взаимодействию. Выявлены характеристики этого взаимодействия, чувствительные к троявлению различных эффектов в процессе аннигиляции, во ззаимодейсгвіш ашшгилящгонных мезонов с ядерной средой, в диссипации выделившейся в аннигиляции энергии, в распаде эбразовавпшхся "горячих" ядер, в ядерной структуре.
Научная и практическая ценность работы состоит в том, іто развитые теоретические методы способствуют проведению систематических экспериментальных исследований неупругого ЇА-взаимодействия. Предложенный подход широко использовался гри анализе новых экспериментальных данных, полученных на гучках антипротонов в ИТЗФ и в сейм на установке LEAR. Он іспользовался также для предсказания различных характеристик teynpyroro ЙА- взаимодействия.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1.Модель внутриядерного каскада обобщена на- случай ізаимодействия антинуклонов средних энергий с ядрами. !первые получено описание всей совокупности имеющихся «спериментальных данных по широкому кругу характеристик іннигиляции антинуклонов на ядрах в области низких и средних Сергий.
2. На основе разработанного статистического подхода к писанию NA-взаимодействия ' проанализированы основные войства некогерентного мультипион-ядерного взаимодействия, деланы предсказания о существовании неизвестных ранее
каналов этого взаимодействия:
-
реакции многократной перезарядки пионов;
-
мультифрагментного распада "горячих" ядер-остатков.
Эти предсказания впоследствии были подтверждены экспериментально.
3. Исследованы проявления ряда физических эффектов в
характеристиках некогерентного мультипион-ядерного
вз аимодействия:
a) продемонстрирована важная роль эффекта траления ядра;
b) показана чувствительность отношения выходов нуклидов
YU-1 ,Z)/YU-1 ,Z-1) к существованию нейтронного гало в
тяжёлых ядрах;
c) определена роль различных механизмов эмиссии легчайших
ядер (d,t, Не,4не) в рА-аннигиляции.
4. В каскадной модели NA-взаимодействия учтено-рождение
мезонных резонансов (т), со, р) и их последующее
взаимодействие с ядерной средой. С помощью этой модели
оценены эффекты, связанные с рождением мезонных резонансов в
аннигиляции остановившихся антипротонов на ядрах и найдены
чувствительные к этим эффектам характеристики:
-
средние множественности т|- и ш-мезонов и их зависимость от массового числа ядра-мишени;
-
энергетические спектры -q- и ш-мезонов;
-
выход ядер-остатков с ДА = 1;
-
выход пар высокоэнергичных ( г > 250 МэВ) нуклонов, разлетающихся под большими (от 150 до 180) углами в результате реакции двухнуклонного поглощения ту- и ш-мезонов ядром.
Предсказания модели о средней множественности т)- и ш-мезонов и о существовании реакщш двухнуклонного поглощения т]-мезона ядрами были подтверждены в эксперименте.
Аппробация работы и публикации. Полученные в
диссертации результаты докладывалиси на научных семинарах І'ІЯИ РАН, ФИАН, ОИЯИ, КТЭФ, на международной конференции "Нуклон-антинуклонные взаимодействия" (NAN'91.Москва, 1991
.), на 2Uil медукародной конференции "Рождение частіш, вблизи эрога" (Уппсала, 1992 г.), на 6 международной конференции Механизмы ядерных реакций" (Баренна, 1993 г'.). ^следования, по материалам которых была написана
ИССертаЦИЯ, бЫЛИ Проведены З І1ЯІІ РАН С 1985 ПО 1993 год.
ззультаты диссертации опубликованы в 12-и работах. Список сновных публикаций приведен в конце автореферата.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из ведения, трех глав, заключения и списка цитируемой итературы. Диссертация изложена на 133 страницах, включая г рисунка, 12 таблиц и список литературы, з который входит Эб наименований.
