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: 78
Скачиваний: 0
модействий как для легких, так и для тяжелых ядер мишени. Та ким образом, становится очевидным, что <Кч» ]>, определяемое для суммарного потока ядерно-активных частиц, может заметно меняться при различной примеси пионов среди первичных частиц. С другой стороны, наблюдается очень слабая зависимость <К*° > от атомного веса ядра-мишени А, которая близка к зависимости типа
< / с : ■А0.0Й±0,03
Поскольку соотношения заряженных и нейтральных первичных частиц в измерениях с различными мишенями близки друг другу,
оказалось |
возможным |
рассматривать |
зависимость К-° |
от А для |
|||||||
|
|
/7ионы |
|
всех первичных частиц, счи |
|||||||
|
|
|
|
|
тая при этом примесь пио |
||||||
0.4 |
|
|
|
|
нов одинаковой. На рис. 21 |
||||||
|
I |
|
|
|
дана |
зависимость |
К-» от А |
||||
|
А |
|
|
|
для |
взаимодействий |
|
всех |
|||
0.3 |
|
|
|
|
ядерно-активных частиц (а) |
||||||
|
|
|
|
|
и для нейтрон-ядерных |
со |
|||||
|
|
Нейтроны |
ударений (б). Сплошной |
||||||||
0.2 |
|
|
|
|
кривой |
нанесена |
экспери |
||||
|
\ |
\ |
|
ментальная |
зависимость |
||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Л0’06, |
пунктирной — теорети |
|||||||
|
|
|
|
|
ческая. Экстраполяция ее к |
||||||
0.1 |
|
|
|
|
области |
/1= 1 |
|
дает |
|
для |
|
|
|
|
|
|
< К «> |
значение 0,15, |
хо |
||||
|
|
|
|
|
рошо |
согласующееся |
с |
ве |
|||
_0 |
200 |
400 |
BOO 000 woo |
личиной |
<А'-о |
> , получен |
|||||
WO' |
ной |
в [90] для |
|
протон-ну- |
|||||||
|
|
|
|
Е0/Эв |
|
||||||
|
Рис. |
22. |
|
|
клонных взаимодействий при |
||||||
|
|
|
энергии 21 Гэв в фотоэмуль |
||||||||
сии, помещенной в сильное магнитное поле. |
|
|
|
|
|
||||||
Нами исследовалась также зависимость парциального коэффи |
|||||||||||
циента неупрутости Кн> |
от энергии |
первичных частиц для |
взаи |
модействий нейтронов и пионов с легкими ядрами. Для этого все ливни, образованные в соударениях с ядрами СН2 и А1, были объединены и разбиты на энергетические интервалы, в которых производилось усреднение величин А> и Е0.
На рис. 22 приведена зависимость <Кн> > от Е0 для взаимо действия пионов и нейтронов с легкими ядрами. Как видно из ри сунка, среднее значение К-о в пнон-ядерных и нуклон-ядерных взаимодействиях не зависит от первичной энергии в интервале 200—2000 Гэв. Этот результат хорошо согласуется с данными, полученными нами ранее с помощью установки, состоявшей из калориметра и черенковских счетчиков [10]. В работе [10] показа-
98
но, что величина <К-° > для столкновений ядерно-активных частиц как с ядрами графита, так и с ядрами железа не зависит JT первичной энергии Е0 в диапазоне 70—700 Гэв.
§ 4. Обсуждение результатов
Рассмотрим взаимодействия нуклонов с легкими ядраХі'и
СН2. Для таких столкновений получена величина < К |
> '= |
= 0,17±0,01, хорошо согласующаяся с данными работы [75] и на шими прежними измерениями К -» для взаимодействии ядерноактивных частиц с ядрами углерода [10]. Измерения, выполнен ные в [10] при помощи калориметра и черенковскпх счетчиков,
дали значение </<^„ > о = 0,16±0,02 при энергиях Д0^150 Гэв.
По-видимому, основная доля событий, зарегистрированных уста новкой, была вызвана нуклонами, так как для регистрации ливня требовалось срабатывание гейгеровских счетчиков, расположен ных под IV черенковским детектором (см. рис. 3), и поэтому установкой отбирались ливни с достаточно большими пробегами, а также падающие на установку без воздушного сопровождения. Все это приводило к потере пион-ядерных взаимодействий и в осо
бенности событий с большими энергиями, |
переданными в элек |
||
тронно-фотонную компоненту. |
Вследствие |
этого |
распределение |
К*? в [10] оказалось близким |
распределению Д г.° |
для нейтрон |
|
ных взаимодействий. |
|
во |
взаимодействиях |
В [86] для 72-х ливней, образованных |
ядерно-активных частиц с LiH при энергии £,0>ЮО Гэв, получено значение <Д];0|Н > = 0,15±0,03, которое не противоречит на
шим результатам, так как эти ливни также, по-видимому, вызваны в основном нуклонами. Согласно [81] доля зарегистрированных этой установкой пионных взаимодействий по отношению ко всем событиям невелика и составляет 10± 10%. Действительно, рас
пределение А’”ах в [86] практически обрывается на значении 0,6,
что свидетельствует о потере заметной доли пионных взаимодей ствий, во всяком случае с большими передаваемыми энергиями в электронно-фотонную компоненту. Поскольку события с /О —■1 дают наибольший вклад в среднее значение, то отсутствие даже
небольшого числа ливней с |
~ 1 может заметно уменьшить |
среднюю величину < / 0 > . |
всех первичных частиц с ядрами |
В [78] для взаимодействий |
|
углерода приводится значение |
|
< / С ^ > о = 0,25±0,02;:; . "
которое не противоречит величине
< /Со > 0= 0,22 ±0,01,
полученной в настоящей работе для взаимодействия всех ядерноактивных частиц с ядрами СН2.
■99
Результаты работы согласуются также с фотоэмульснонными данными, полученными в магнитном поле при энергии 21 Гэв [58, 90]. Для /С, в /?/Ѵ-соударениях в [58] и [90] получены зна
чения 0,16±0,02 и 0,15 ±0,03 соответственно.
До настоящего времени, за исключением работы [75], отсутст вовали экспериментальные данные о К,0 для пион-ядерных взаи модействий при энергиях выше 10й эв. Согласно нашим измере
ниям, |
для взаимодействий |
пионов |
с ядрами парафина имеем |
|
< |
= 0,32 + 0,03, |
что |
меньше |
полученного в [75] значения |
< К % > к - 0,45 ±0,05. |
|
|
|
|
Большая величина |
</<_<,>_ |
для пион-ядерных взаимодей |
ствий объясняется в [75] сохранением первичного пиона, который, унося значительную долю энергии, в некоторых случаях перезаря жается в нейтральный пион, создавая события с большими К_„ .
Оценим вероятность такой перезарядки а исходя из получен ных в работе данных о коэффициенте неупругости /С„ . Пусть
< /Co>z — коэффициент неупругости взаимодействий для собы тий с перезарядкой, а < К* >_ —неупругости столкновений, про
исходящих без перезарядки. Тогда коэффициент неупругости для всех -/У-взаимодействий будет
< /С-о>- = а < К.<,>. -Г (1 — а) < К .о > г .
Если коэффициент неупругости я/Ѵ-соударений, в которых не происходит перезарядки первичного пиона в нейтральный, такой же, как и для А^Л'-столкновений, то
< АТ,о>' = < /С.>,ѵ = с0 .
Для событий, в которых происходит неупругая перезарядка, имеем
е0- к л е0 ХЕ*
< / С > . =
где первым членом равенства учитывается доля энергии, уносимая первичным пионом, перезарядившимся в нейтральный после взаи модействия, вторым — доля энергии, передаваемой я°-мезонам в_ процессе'пионизацпи. Так как полный коэффициент неупругости
К л = 3К*, то
< К * > 1 = 1- 2 < К * > N .
В результате для вероятности перезарядки а получим
_ < Ад» > д ~ < > N 1 —3< /Спо>дг
100
Согласно экспериментальным данным о /С , для. взаимодей
ствий первичных пионов и нейтронов с ядрами . парафина
( < ЛГѵ°>л = 0.17±0,01 и < /Со>_ =0,32 + 0,02) величина-а долж на быть равной 0,31+0,04, т. е. примерно в 1,3 событий первич ный пион после взаимодействия перезаряжается в нейтральный.
Экспериментальные данные, полученные на ускорителях, на ходятся в согласии с результатами настоящей работы. Согласно [58] в <Ѵ-соударениях при энергии 60 Гэв величина
равна 0,38 + 0,02. Таким образом, среднее значение < К. в
пион-ядерных взаимодействиях остается неизменным в интервале энергий 60—2000 Гэв.
Перейдем к взаимодействиям адронов с тяжелыми ядрами. Для взаимодействия нейтронов с ядрами железа в настоящей ра
боте получено |
значение < |
К ^ > п = 0,19 + 0,02, а для взаимо |
действия всех |
частиц — |
|
|
< ^ > о |
= 0,25 + 0,02, |
что свидетельствует о слабой зависимости К_0 от атомного веса ядра-мишени типа ~ А0,06“0,03., Эти результаты не противоречат нашим измерениям, проведенным в [10] (< К І;> о =0,22+0,02),-
и данным работы [86], в которой для взаимодействия всех пер-' вичных частиц с ядрами меди и свинца при энергии Д0=100 — —1400 Гэв для < Ä1„>0 получено значение 0,17±0,02.
Однако в указанных работах практически не представлены события с /<_„>0,6. По-видимому, эти результаты можно отнести
в основном к нуклон-ядерным взаимодействиям.
В работе [75] для </(_„> получены более высокие значения в случае взаимодействий нейтронов и всех первичных частиц с ядрами железа:
< / С > „ = 0,26±0,07 и < /Г * > 0 =0,36±0,05.
Следует отметить, что данные о Л±0для всех первичных частиц получены по 61 ливню и статистические ошибки довольно, велики, так что различие в величине </СГ„е> лежит в пределах одного стандартного отклонения.
Ускорительные данные для взаимодействий протонов с- тяже лыми ядрами фотоэмульсии, помещенной в магнитное поле, при энергии 21 Гэв также дают низкие значения для парциального коэффициента неупругости:
= 0,14±0,02 [109], 7Со= 0,16±0,03 [90].
101