Файл: Азимов С.А. Неупругие соударения частиц большой энергии с нуклонами и ядрами.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.07.2024
Просмотров: 85
Скачиваний: 0
Для средней множественности вторичных частиц, генерирован ных во взаимодействиях нейтронов с ядрами СН2 при энергиях 200—600 Гэв (£0 = 330 Гэв), после введения указанных выше по правок получено значение
< ns > Л, = 8,6 ± 0,6.
Рис. 9.
Эта величина для пион-ядерных столкновений составляет
<С ns > я = 8,8 + 0,6.
Таким образом, средние множественности вновь рожденных частиц во взаимодействиях первичных нейтронов и пионов с ядра ми парафина в пределах ошибок эксперимента совпадают друг с другом [6, 16, 19, 20].
55
В работе исследовалось поведение вероятности W образова
ния ливней с различным числом лучей п в зависимости от энергии взаимодействия Е0 [20]. Все экспериментальные данные были раз
биты на три энергетических |
интервала: I— 160-^-280 Гэв (Ео = |
||
210 Гэв), |
II—280^450 Гэв |
(£„ = 350 Гэв), |
III—450^-3000 Гэв |
(£о = 730 Гэв) и для каждого из них построены |
распределения /гТ1, |
||
(рис. 10). |
В табл. 1 приводятся экспериментальные значения \Ѵп, |
||
полученные из этих распределений, при использовании нормиров
к и 2 w a = 1. |
|
|
Как видно из рис. 10 |
и табл. 1, |
с ростом первичной энергии |
Е0 форма распределения |
п остается |
неизменной, а увеличение |
средней множественности происходит вследствие уменьшения доли малолучевых событий и возрастания вероятности образования многолучевых. Следует отметить, что такое поведение топологи ческих сечений не согласуется с предсказанием модели предельной фрагментации [101].
На рис. 11 приведено распределение nsi, построенное по 145 ливням с энергией 180—700 Гэв, для которых была восстановлена пространственная картина и, таким образом, выделены частицы
56
от вторичных взаимодействий и ö-электроны. Указанное распреде ление сопоставлялось с распределением множественности, полу ченным для взаимодействий я_-мезонов с импульсом 40 Гэв/с в
Экспериментальные значения W n , % |
|
Экспериментальные |
|||||||
|
значения W n , % |
|
|||||||
« т р |
|
|
£0, Г98 |
|
|
|
Е0, Гэв |
|
|
|
210 |
350 |
730 |
|
л т р |
40 |
|
|
|
|
|
|
350 |
||||||
|
|
|
|
||||||
2 - |
4 |
19 + 3 |
16±3 |
13±3 |
2— 4 |
24,1± 1.6 16,0±3,3 |
|||
5 - |
7 |
25 + 3 |
18 + 3 |
19 + 4 |
5 |
- 7 |
31,9 + 1,9 20,1+3,7 |
||
8 - 1 0 |
20 ±3 |
22 ±3 |
16±4 |
8 |
- 1 0 |
24,8 ± 1,6 20,1 |
±3 ,7 |
||
11-13 |
16d-3 |
14 + 3 |
17±4 |
11—13 |
11,9+1,1 |
18,1 |
±3 .5 |
||
1416 |
10 ± 2 |
12±2 |
9 + 3 |
14 |
16 |
6,0±0,8 12,5 + 2,9 |
|||
17-19 |
5,0 + 1.5 |
6,0+1,7 |
11,3±3,1 |
17-19 |
0,9 + 0,3 |
7,6 |
+ 2,3 |
||
20 -22 |
2,5 ± 1,1 |
6,9 + 2,0 |
7,0 + 2,4 |
20—22 |
0 ,3 ± 0 ,2 |
3,5 |
± 1,6 |
||
>22 |
|
3, о і 1,3 |
4 ,0+ 1,4 |
7,0 ± 2,4 |
>22 |
0,1+0,1 |
2 ,1 ± 1,2 |
||
пропановой пузырьковой камере [7]. Выбор [7] объясняется тем, что в данной работе и в нашем исследовании парафиновая и пропа новая мишени имеют одинаковый состав. При этом отбирались
только релятивистские следы, образованные во |
взаимодействиях |
я- -мезонов со всеми ядрами пропана. В анализ |
включались так |
же треки от конверсии у-квантов в веществе, эквивалентном по ловине парафиновой мишени, причем электронно-позитронная па ра принималась за одну частицу, как и в искровых камерах вслед ствие очень малого угла разлета пар. Такая обработка ускори тельных данных позволяет сравнивать распределения ns для Е0 = 40 Гэв и £'о= 350 Гэв (табл. 2).
Результаты сравнения согласуются с поведением топологичес ких сечений, представленных в табл. !.
57
Для описания распределения множественности вторичных час тиц часто пользуются формулой Пуассона. Например, распределе ние множественности, близкое к пуассоновскому, предсказывается статистическими моделями, а также расчетами Чу и Пиньетти по мультиреджевскон модели. Вонгом была предложена модель «Вонг-1», по которой формулой Пуассона описывается лишь число пар вновь рожденных частиц. При этом предполагается сущест вование такого закона сохранения заряда пионов, что они долж ны генерироваться парами [126].
Распределение ns, согласно указанной |
модели, описывается |
||
формулой |
|
|
|
< И* |
4 -(л±-2) |
|
|
|
1 |
||
Р ( п ±) = |
ехр |
||
9' |
|||
4 - ( ' г±- |
2) |
|
|
На рис. 11 сплошной кривой нанесено распределение, вычис ленное по этой формуле, а пунктиром— по формуле Пуассона. Как видно из рисунка, распределение, даваемое моделью «Вонг-1»,
лучше согласуется с полученными результатами. |
лив |
Для изучения зависимости <ns^> от Е0 все отобранные |
|
ни были разбиты на пять энергетических интервалов и для |
каж |
дого из них находилась средняя энергия первичных частиц Е0, число событий N и среднее значение множественности <ns~>:
Е п, |
Гэв-. |
175 |
250 |
360 |
550 |
1150 |
|
N |
: |
75 |
0 ,5 |
144 |
186 |
83 |
32 |
< n s > |
t |
7 ,6 ± |
8 ,4 + 0 ,4 |
9 ,0 + 0 ,4 |
9 ,5 ± 0 ,6 |
10,6+1,4 |
|
Эти результаты сравнивались с теоретической зависимостью типа < n s > ~ 4 /‘ и < п5 > ~ І gЕ . Теоретические кривые нормиро вались таким образом, чтобы они совпадали при энергии 40 Гэв сданными работы [7], причем для нахождения <//^ > в случае
взаимодействий тГ-мезонов со всеми ядрами пропана были объе динены результаты по тс“ -, тс“ -, тс~-соударениям. Таким обра
зом, после исключения 0,7 частицы для учета сохраняющегося пер вичного заряженного пиона получено значение <.fis> =5,5 ± 0,05.
После нормировки теоретические зависимости имеют вид
< ns > = (2,18 + 0,02) Ед (пунктирная кривая на рис. 12),
< ns > = (3,43 + 0,03) lg Е0 (сплошная кривая).
На рис. 12 нанесены также результаты измерений < я ^ >
группой ФИАН СССР [81] и Джонса [104] для случая взаимо действия адронов космических лучей с легкими ядрами UH и С.
Сравнение теоретических зависимостей с экспериментальны ми точками, полученными в данной работе, показало хорошее согласие с логарифмической зависимостью, предсказываемой пе
риферическими и мультипериферическими моделями (в этом случае:.;вероятность получения х2 больше наблюдаемого значения
Рис. 13.
примерно на 50%), в то время как согласие с зависимостью—E'q
по X2 меньше \%. При этом наши результаты согласуются с работой [81] и противоречат данным группы Джонса.
Экспериментальные данные работы [7] были использованы также для перехода от средней множественности вновь рожден ных частиц во взаимодействиях с ядрами пропана к множествен ности пион-нуклонных соударений:
Гэв |
: |
175 |
250 |
360 |
550 |
1150 |
<n's> |
:6 ,5 ± 0 ,4 |
7 ,2 + 0 ,3 |
7 ,8 + 0 ,3 |
8 ,1 ± 0 ,5 |
9,1±1,1 |
|
Коэффициент пересчета находился нами путем сравнения объе диненных данных ons для л~р- и л'Ш-столкновений с взаимодейст виями со всеми ядрами мишени.
59
Экспериментальные результаты о множественности для взаи модействий с отдельными нуклонами, полученные в настоящей работе путем такого пересчета, нанесены квадратиками на рис. 13, где по оси абсцисс отложена первичная энергия £ 0, а по оси орди нат— среднее значение множественности ns. Там же приведены данные, полученные в космических лучах с жидководородной ми
шенью (треугольники) |
[113]. |
на |
ISR |
в ЦЕРНе (крестики) [65], в |
|||||
NAL в Батавии при 200 Гэв |
(черный |
прямоугольник) |
[111] |
и на |
|||||
Серпуховском ускорителе |
(светлые кружки) |
[111]. |
Из |
полного |
|||||
числа заряженных частиц |
ns вычиталось 0,5 следа для учета |
«со |
|||||||
хранившейся» первичной частицы. |
теоретические |
зависимости |
ns= |
||||||
На рис. 13 приведены |
также |
||||||||
3,0 lg Е0 и п^=1,9 Е0:‘ , |
нормированные к результатам |
работы |
|||||||
[7] (черный кружок). |
Как |
видно |
из |
рисунка, |
наши эксперимен |
||||
тальные данные хорошо согласуются с ускорительными и проти воречат результатам работы [113]; с другой стороны, наблюдает ся лучшее согласие с логарифмической зависимостью ns от Е0, чем со степенной [19].
