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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

'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

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

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