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: 76
Скачиваний: 0
'Однако'5эти результаты не согласуются с данными о |
по |
лученными на Брукхейвенском ускорителе [114] для взаимодей ствии протонов с ядрами углерода, железа и свинца. В [114] приводятся следующие значения парциальных коэффициентов не-
уііругости:' < |
> = 0,15 ± 0,02 — для р - С - взаимодействий, |
< K TFt > = 0,21 ±0,03 — для взаимодействий с ядрами железа и
< А^„ь> =0,27±0,04—для столкновений с ядрами свинца.
На основании указанных результатов авторы делают вывод о зависимости « > от А в соответствии с моделью последова тельных соударений нуклона внутри ядра. Однако эксперимен тальным данным, 'полученным в [114], присущи серьезные мето дические недостатки. Величины < К ко > для р—С-, р—Fe- и р— РЬ-взаимодействий получены различными методами, так что си стематические погрешности (довольно значительные из-за боль шой толщины выбранных мишеней) могли по-разному влиять на ■конечные результаты.
Например, при исследовании р—С- и р—РЬ-взаимодействий углеродная и свинцовая мишени толщиной 0,8 и 13,5 рад. ед. со ответственно помещались между искровыми камерами. В случае свинцовой мишени энергия, передаваемая л°-мезонам в первом столкновении ЛЕ г.о, практически полностью поглощается внутри мишени. При измерениях с углеродной мишенью величина регистрируется расположенным ниже спектрометром, состоящим из шести слоев пластических сцинтилляторов, помещенных между железными поглотителями толщиной по 4/ единицы. Отбор взаи модействия протонов с ядрами железа производился уже в дру гих условиях, когда рассматривались взаимодействия в верхних фильтрах спектрометра.
Авторами работы [114] не исследуется распределение величины Кт* из-за сильного влияния на нее последующих взаимодействии
внутри толстых мишений. Таким образом, |
вывод |
о зависимости |
||||
/<Т.° от А, сделанный в [114], является, на наш взгляд, |
недоста |
|||||
точно обоснованным. |
энергий (200—2000 Гэв) |
измерения |
||||
В области |
более высоких |
|||||
парциального |
коэффициента |
неупругости |
<K^„b |
> 0 |
для взаи |
|
модействий всех первичных частиц с ядрами свинца, |
выполненные |
|||||
в работах [14, |
31], в пределах 10%-ной точности не |
противоречат |
||||
полученному нами значению |
|
|
|
|
|
< / С >о = 0,25 ± 0,02.
До настоящего времени для взаимодействия пионов с тяжелы ми ядрами отсутствовали экспериментальные данные о <Л±° > * при энергиях выше 10й эв. Согласно результатам, полученным в
■настоящей работе, величина < К ^ >«« = 0,37± 0,05 мало отлича
102
ется от соответствующих значений для взаимодействия пионов с легкими ядрами.
Наблюдаемая в настоящей работе слабая зависимость парци ального коэффициента неупругости К-° нуклон-ядерных и пионядерных взаимодействий от А плохо согласуется с классической моделью последовательных соударений налетающей частицы внут ри ядра мишени.
Согласно этой модели, взаимодействие со сложным ядром но сит характер отдельных независимых столкновений с нуклонами, лежащими на траектории движения первичной частицы.
В работе [67] классическим методом прицельных параметров вычислялись сечения взаимодействия нуклонов со сложными яд рами. Если распределение плотности нуклонов в ядре р= р(г), а величина сечения УѴ'У-соударений — о0, то сечение взаимодействия нуклона со сложным ядром имеет вид
2к J 11 — ехр — 2з0J р у ь- + л-2 dx\ х b db,
где Ъ— прицельный параметр, х — координата точки траектории нуклона.
Для функции р(г) принималось распределение протонов, полу ченное в опытах Ховштадтера по рассеянию электронов на ядрах.
Величина п-кратного взаимодействия нуклона в ядре находится путем усреднения по всем прицельным параметрам b из выражения
|
|
о |
|
|
|
|
где |
S(b) = 2з0 [ р У b2 + x 2dx. Вычисления величин о и Wn , |
про- |
||||
|
о |
интегрированием, |
показывают, |
что |
||
веденные в [67] численным |
||||||
даже |
при столкновении с легкими ядрами |
С, |
N, О в |
половине |
||
случаев во взаимодействии |
участвугют два |
и |
больше |
нуклонов |
ядра-мишени. При этом величина средней доли энергии, сохра няемой нуклоном после взаимодействия с ядром, определяется соотношением
М Л ) = 2 > П(Л) Ä"
п |
частицей после |
где Д0 —доля энергии, сохраняемая налетающей |
|
столкновения с отдельным нуклоном. Учитывая, |
что |
І = (1 - к „ ) = ( 1 - 3 < * ■ „ > ) , |
|
можно определить зависимость < Кт0> от атомного веса ядрамишени.
На рис. 21 представлены экспериментальные данные о 7Сг„, по лученные для взаимодействия всех ядерно-актнвных частиц-(а)
103
и первичных нейтронов (б) с ядрами СН2, А1 и Fe. По оси абсцисс отложена величина А, соответствующая среднему числу столкно
вений первичной частицы с нуклонами ядра-мишени I, вычислен ному по указанной выше модели. Пунктирной линией па рис. 21 5 нанесена зависимость К.0 от А, которая следует из модели по
следовательных взаимодействий. Теоретическая кривая нормиро вана к средневзвешенному экспериментальному значению
= 0,15±0,02 для рМ-взаимодействий, полученному в работах [58, 90] методом фотоэмульсий, помещенных в магнитное поле. Сплошны ми линиями нанесена зависимость /(_о от А, причем экстраполяция
зависимости к А = \ дает для <А_0> Л значение, совпадающее со
средневзвешенным из работ [58, 90]. Как видно из рис. 21, теоре тическая зависимость плохо согласуется с экспериментальной (степень согласия по критерию х2 менее 1%). Если рассматривать взаимодействия всех первичных частиц (для них в работе полу чены наиболее статистически обеспеченные результаты), то зави симость /С от А примет вид
^0.0G ± 0,03
тогда как по модели последовательных взаимодействий (при /С - 0,4 для ЛОѴ-соудареннй) эта зависимость равна
Полученные в работе экспериментальные данные, по-видимому, указывают на то, что налетающая частица гораздо реже, чем это следует из приведенной модели, взаимодействует с другими ну клонами ядра-мишени. Столь слабая зависимость Л'_„ от А со
вместима с предположением, высказанным Г. Т. Зацепиным, что
нуклоны |
в момент столкновения могут терять пионную |
оболочку |
и взаимодействовать с остальными нуклонами ядра с |
меньшим |
|
сечением |
[59]. |
|
Мезонная «шуба» нуклона восстанавливается уже после про хождения частицы через ядро. В таном случае остальные характе ристики взаимодействия частиц с тяжелыми ядрами: рост множе ственности ns, числа черных и серых следов Nh= п? + nh ушире-
ние углового распределения ливневых частиц и т. д. с увеличени ем А следует приписывать вторичным взаимодействиям' генериро ванных пионов внутри ядра. Об этом, возможно, свидетельствует обнаруженная в [11] азимутальная асимметрия углового распре деления серых следов и ливневых частиц широкого конуса, объяс няемая авторами нецентральными столкновениями нуклонои с тя
желыми ядрами, |
когда |
вторичные |
мезоны, проходя различную |
толщину ядерной |
материи, создают неодинаковое число серых |
||
следов.* |
|
|
|
* Последние измерения |
Кто, выполненны в лаборатории со свинцовой ми |
||
шенью, дали следующие значения; |
оЬ=0,26+0,01, </<_о>£ь=0, 21±0, 02, |
<> яЬ=0,39+0,04, которые хорош согласуются с зависимостью
</fao> ~ Л0,00.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные результаты настоящей работы могут быть сфор мулированы следующим образом:
1. Вся совокупность экспериментальных данных о множест венности ns вновь рожденных вторичных частиц во взаимодей
ствиях адронов с легкими ядрами в интервале энергии £ 0 = 40— 2000 Гэв дает лучшее согласие с логарифмической зависимостью
< ns > = (3,43 + 0,03) lg £ 0, |
чем |
со степенной |
< п ^ > |
= (2,18± |
||||
±0,02)£’'4 . Энергетическая |
зависимость |
|
множественности |
для |
||||
взаимодействий адронов с |
отдельными |
нуклонами |
имеет |
вид |
||||
< « s > = 3 ,0 1 g £ o. Средние |
значения множественности для взаи |
|||||||
модействий нуклонов < ns > я |
и пионов |
< ns )_ с ядрами |
пара |
|||||
фина при энергии ,£о= 330 |
Гэв |
совпадают |
в |
пределах |
ошибок |
|||
эксперимента: < ns>„ = 8,6±0,6; |< /^> _ = |
8,8±0,6. |
|
|
|
||||
2. Зависимость < n s > |
от Е0 определяется |
таким |
поведением |
топологических сечений генерации событий с различным числом вторичных частиц, что с увеличением £ 0 уменьшается доля мало лучевых событий и возрастает роль многолучевых. Эксперимен тальное распределение ns при энергиях £ 0 = 200—600 Гэв шире
соответствующих распределений, описываемых моделью Вонг-1
иформулой Пауссона.
3.Форма суммарного углового распределения вторичных час
тиц в масштабе ,v0= lgyctgOi при |
энергии £ 0^ 650 Гэв противо |
речит нормальному распределению, |
но согласуется с квазипрямо- |
угольным. С увеличением £ 0 возрастает доля |
двугорбых |
ливней |
и при £о5з430 Гэв наблюдаемое число таких |
событий не |
может |
быть объяснено статистическими флуктуациями нормального рас пределения величины д'с. Однако характер углового распределения
отобранных по |
критерию а>0,5, £>0,15 двугорбых |
ливней |
|
плохо согласуется с двуфайрбольной моделью. |
18± 5% |
||
В нуклоп-нуклонных |
взаимодействиях наблюдается |
||
асимметричных |
ливней, |
необъяснимых погрешностями измерении |
105
параметра асимметрии £ = lg — . В ппон-нуклонных соударениях
(с
образуются преимущественно асимметричные вперед ливни, доля которых составляет 40±10%.
4. Обнаружены четкие азимутальные корреляции в углово распределении ливневых частиц, генерированных в нуклон-нуклон- ных взаимодействиях при энергиях ~ 400 Гэв. Статистическая обеспеченность эффекта находится на уровне 4,7 стандартных отклонений. Азимутальный эффект данного типа может быть
связан |
с образованием в 20% |
случаев |
многопионных |
тяжелых |
резонансов с массами, близкими к предельным. |
|
|||
5. |
Средние значения |
парциального коэффициента неупр |
||
гости К_0 для взаимодействия |
нуклонов |
и пионов с |
легкими и |
тяжелыми ядрами различаются примерно в 2 раза. Для столкно вения нейтронов с ядрами СН2, А1 и Fe получены значения:
<К* >™* = 0,17 ± 0,02; < Кт.о > £ '= 0,18 ± 0,02;
< А = 0,19 ± 0,02; а для соударений пионов —
< К™1> г = 0,32 ± 0,02; < /СГА; > п = 0,37 ± 0,05;
< / С > , = 0,37 ± 0,05.
6. Средние значения < К.°> для нуклон-ядерных и пион-
ядерных столкновений не зависят от первичной энергии в интер вале Д0 = 200—2000 Гэв.
7. Наблюдается очень слабая зависимость парциального коэффициента неупругости < АГ^> от атомного веса ядра-мише
ни А типа < АГ_»>-—^24°'06±0'03> которая плохо согласуется с клас сической моделью последовательных столкновений внутри ядра.
|
|
|
|
|
|
ЛИ Т ЕРАТУРА |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1. |
А б д у ж а м и л о в Ш., А з и м о в С. |
А., Ч у д а к о в |
В. |
М. и др. |
ЖЭТФ, |
|||||||||||||||
2. |
45, 407 |
(1963). |
М., А з и м о в |
|
С. |
А, |
М у л л а ж о н о в |
Э. Ж-, |
Сады- |
|||||||||||
А б д у л л а е в |
А. |
|
||||||||||||||||||
|
ков А., |
Ю д а ш б а е в Т. С. |
Физика элементарных частиц и космических |
|||||||||||||||||
3. |
лучен, Ташкент, Изд-во «Фан» УзССР, 1969. |
|
|
|
|
У., |
Юлдаш- |
|||||||||||||
А б д у л л а е в |
А. |
М., А з и м о в |
|
С. |
А., |
Б е й с е м б а е в Р. |
||||||||||||||
|
б а е в Т. С. Изв. |
АН УзССР, сер. |
фнз.-мат., 4, |
84, |
(1970). |
|
|
|
|
|||||||||||
4. |
А б д у л л а е в |
А. |
М., А з и м о в |
С. А., |
Ю л д а ш б а е в Т. |
С. и др. |
Взаимо |
|||||||||||||
|
действия частиц высокой энергии с нуклонами и ядрами, Ташкент |
Изд-во |
||||||||||||||||||
|
«Фан» УзССР, 1972. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
5. |
А б д у л л а е в |
А. |
М., |
А з и м о в С. |
А., |
Ю л д а ш б а е в Т. |
С. и др. |
Изв |
||||||||||||
6. |
АН СССР, сер. фнз., 35, 10, 2065 (1971). |
|
|
|
Р. |
У., |
Юлдаш- |
|||||||||||||
А б д у л л а е в |
А. |
М., А з и м о в |
С. |
А., |
Бен сем б а е в |
|||||||||||||||
7. |
б а е в Т. С. Изв. АН УзССР, серь фнз.-мат., 6, |
50 (1971). |
ОИЯИ, |
Р1-6277, |
||||||||||||||||
А б д у р а х н м о в |
А. |
У., А н г е л о в |
Н. |
и др. |
Препринт |
|||||||||||||||
8. |
1972. |
|
А., А б д у л л а е в |
А. |
М., |
|
М я л к о в с к и и В. |
М., |
|
|
\ |
|||||||||
А з и м о в С. |
|
Юлдаш- |
||||||||||||||||||
|
б а ев Т. С. ДАН УзССР, 11, |
14 |
(1961). |
|
|
|
|
|
ІО л д а ш- |
|||||||||||
9. А з и м о в С. А., А б д у л л а е в А. М., М я л к о в с к и й В. М., |
||||||||||||||||||||
10. |
б а е в Т. С. Изв. АН СССР, |
сер. фнз., |
26, 5, 613 (1962). |
|
|
сер. |
фнз., |
|||||||||||||
А з и м о в |
С. |
А., |
Ю л д а ш б а е в |
Т. |
С. |
и др. |
Изв. |
АН СССР, |
||||||||||||
11. |
28, 11, 1773 (1964). |
|
|
М. |
С., |
Ч у д а к о в |
В. М. Ядерная физика, |
|||||||||||||
А з и м о в |
С. |
А., Р а с у л к у л о в |
||||||||||||||||||
12. |
3, 112 (1966). |
|
|
|
|
|
У., |
М у л л а ж о и о в Э. |
Ж., |
Юлда ш- |
||||||||||
А з и м о в |
С. |
А., Б е и с е м б а е в Р. |
||||||||||||||||||
13. |
б а е з Т. |
С., |
|
Ч у д а к о в В. М., |
Ядерная физика, 11, 1248 (1970). |
|
|
|||||||||||||
А з и м о в |
С. А., Поляк ІО. В. |
и др. Труды Международной конференции |
||||||||||||||||||
14. |
по космическим лучам, Джаннур, Индия, 5, 74 |
(1964). |
|
|
|
сер. |
физ., |
|||||||||||||
А з и м о в |
С. |
|
А., |
К р а т е и к о Ю. |
П. |
и др. |
Изв. |
АН СССР, |
||||||||||||
15. |
30, 1608 |
(1965). |
|
|
|
В., |
Тиль Е. |
А., |
Ч у д а к о в В. М. |
Ядер |
||||||||||
А з и м о в |
С. |
А., Речи цк нй И. |
||||||||||||||||||
16. |
ная физика, 11, 1248 (1969). |
|
Т. |
С. |
и др. |
Труды XII |
|
Международной |
||||||||||||
А з и м о в |
С. |
А., |
Ю л д а ш б а е в |
|
||||||||||||||||
17. |
конференции по космическим лучам, Хобарт, |
3, 1241 |
(1971). |
Юл д а ш |
||||||||||||||||
А з и м о в |
С. |
А., |
М у л л а ж о н о в Э. Ж-, |
Тил лае в Т., |
||||||||||||||||
18. |
б ае в Т. С. ДАН УзССР, 3, 25 |
(1972). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
А з и м о в С. А., Ю л д а ш б а е в |
Т. С. и др. ДАН УзССР, 6, 22 (1972). |
|||||||||||||||||||
19. |
А з и м о в С. А., Ю л д а ш б а е в |
Т. С. |
и др. Изв. АН СССР, |
сер. |
физ., |
36, 8, |
||||||||||||||
20. |
1626 (1972). |
А., А б д у л л а е в |
А. |
М., |
М у л л а ж о н о в Э. |
Ж-, |
М я л к о в- |
|||||||||||||
А з и м о в |
С. |
|||||||||||||||||||
|
с к и п В. |
М., Ю л д а ш б а е в |
Т. |
С. ІІсследованне |
неупругпх |
взанмодей- |
107