Файл: Григоров, Н. Л.pdf

у Y/т У ж е в о с е м ь вызваны частицами малых энергий

( 1 0 0 < £ 0 < 200 Гае).

То, что такой результат не является статистической флуктуа­ цией, видно из зависимости средней множественности от значе­ ния yjys- Эта зависимость представлена на рис. 8.9.

При регистрации нуклон-нуклонных взаимодействий в среднем должна наблюдаться симметрия разлета частиц в С-системе от­ носительно плоскости, перпендикулярной к линии движения сталкивающихся частиц. По этой причине должна быть одинако-

вает на систематический недосчет частиц в ливнях, несимметрич­ ных «вперед», и неодинаковую эффективность регистрации ливней, несимметричных «вперед» и «назад», в конкретной работе [162]. Природа недосчета частиц в работе [162] может быть связана с не­ большой глубиной камеры Вильсона, из-за чего частицы, вылетаю­ щие под углами 0 ^ 30° к оси ливня, с большой вероятностью не попадают в камеру. Следовательно, при небольшой энергии пер­ вичной частицы Е0 значительная часть частиц, летящих назад в С-системе, оказывается вне камеры Вильсона, т. е. в таких ливнях будут сильно дискриминированы несимметричные назад ливни и частицы, летящие назад в симметричных ливнях. Естественно, что в результате действия этих факторов симметричные ливни превра-

тятся в несимметричные «вперед», но с уменьшенной множествен­ ностью, а ливней, несимметричных «назад», от первичных частиц малых энергий будет наблюдаться существенно меньше, чем лив­ ней, несимметричных «вперед». Как видно из таблиц 8.4 и 8.5, именно такое явление и наблюдается в работе [162].

Описанный методический эффект в принципе не мешает прово­ дить исследования, так как от его влияния можно освободиться, перейдя к изучению взаимодействий больших энергий. Если бы он представлял единственную методическую причину возникнове­ ния несимметричных ливней, то следовало бы ожидать нарушения равенства числа ливней с одинаковой степенью асимметрии вперед и назад: ливней, несимметричных вперед, должно было бы наблю­ даться больше, чем ливней, несимметричных назад.

5

-Ofi -0,3 -0,1 О 0,1 0/ 0,3

ж

Ys

Рис. 8.9. Зависимость (nsy от степени асимметрии ливней из L i H в

С-спстеме [162].

Всамом деле, начиная с некоторой энергии Ег ливни, несим­ метричные назад (yc/ys 1,5), регистрируются без потери ча­ стиц, т. е. регистрируются правильно. Если таких ливней за время

измерений было зарегистрировано i V " ^ ) , то столько же должно

(таких первичных частиц из-за падающего спектра много боль­

с существенно меньшей эффективностью.

Равенство числа ливней, несимметричных вперед и назад (при Тс/?5 ! > 1,5 и, соответственно, Yc/Ys<C 1/1,5), в таблице 8.4, по су­ ществу, оборачивается существенным неравенством числа этих ливней (в пользу ливней, несимметричных назад) в энергетиче­ ской области Е0 > 200 Гэв. Однако в какой степени это неравен­ ство имеет только статистические причины (девять ливней, несим­ метричных назад, и пять, несимметричных вперед) — это вопрос, остающийся открытым.

В работе [108], в которой для регистрации ливней применялась существенно более широкая камера Вильсона, картина иная.

В ней от частиц с Е0 > 100 Гэв ливней с yjys > 1,5 наблюдалось 11, а ливней с — ; — "> 1,5 наблюдалось 18.

Мы подробно остановились на вопросе о несимметричных лив­ нях и методических причинах, превращающих симметричные лив­ ни в несимметричные, чтобы, с одной стороны, подчеркнуть, что рассмотренный методический эффект не является принципиально присущим методу камеры Вильсона, объединенной с ионизацион­ ным калориметром; с другой стороны, мы стремились обратить внимание на возможность ошибочной трактовки данных наблюде­ ния — возможность, таящуюся в анализе только угловых распре­ делений частиц в ливне, без учета методических эффектов.

Не ставя под сомнение факт существования несимметричных в С-системе ливней, мы хотим подчеркнуть, что число истинно не­ симметричных ливней, несимметричных по физическим, а не ме­ тодическим причинам, по-видимому меньше, чем получено в рабо­ тах [162, 108].

Итак, результаты изучения углового распределения ливневых частиц методом ионизационного калориметра с камерой Вильсона можпо резюмировать следующим образом.

а) Были обнаружены значительные флуктуации углового рас­

энергии.

б) Характер этих флуктуации таков, что он соответствует пре­ имущественному вылету частиц в С-системе либо в переднюю (по направлению движения первичной частицы) полусферу, либо в зад­ нюю полусферу, т. е. соответствует появлению несимметричных & С-системе ливней.

Возникает естественный вопрос, можно ли объяснить наблю­ даемую совокупность фактов, не прибегая к модели одного движу­ щегося файербола? Какие процессы могли бы привести к появле­

к флуктуациям углового распределения, создающим несимметрич­ ные ливни.

1. Одной из таких причин может быть неодинаковость неупру­ гости столкновения обоих нуклонов. В том случае, когда в С-си­ стеме нуклоны в результате столкновения теряют различную до­ лю своей первоначальной энергии Кх и К2, должен появляться не­ симметричный ливень.

Авторы работы [4] считают, что различие коэффициентов пе^ упругости обоих нуклонов является следствием рождения файер­ бола, движущегося в С-системе. Однако можно допустить, что сталкивающиеся нуклоны могут терять разную долю энергии в сп-

лу специфики механизма взаимодействия, вне связи с образованием •файерболов. Тогда в силу законов сохранения энергии и импуль­ са следует ожидать появления несимметричного ливня в С-системе, если отношение КХ1К2 существенно отличается от единицы.

В самом деле, разность продольных составляющих импульсов нуклонов в С-системе после столкновения

п

Др и ж(К2 — К,) тл -Тс = S Picos Фь

і

где jo І и фі — импульс и угол вылета і-я частицы в С-системе, ГПК — масса нуклона. Здесь и ниже скорость света с = 1. Если для оце­ нок допустить, что pi не зависит от ф,-, то

(К3 — Kt) mNyc = <рс > <cos ф> п,

где <joc> — средний импульс рожденных частиц в С-системе. Энер­ гия, переданная всем рожденным частицам, в С-системе равна

(Кх + К») т.хус = п <ес >,

где <єс > — средняя энергия рожденных частиц в С-системе. Если •частицы в С-системе имеют полную энергию єс ^ 2т (а это под­ тверждается экспериментальными данными), то <р>/<є> л ; 1 и

Рассмотренная здесь возможная причина возникновения асим­ метричных ливней уже ранее обсуяадалась И. Л. Розенталем и

Л. Ы. Сарычевой [168].

2.Опыты с контролируемыми ядерными фотоэмульсиями и опыты с камерой Вильсона, помещенной в магнитное поле, показы­ вают, что иногда одной рожденной частице передается значитель­

Если обозначить долю энергии, получаемую одной высокоэнер­ гичной частицей, через и и принять во внимание, что для нее в си­ лу малого значения перпендикулярного импульса фс мало, то

Однако весьма часто наблюдается рождение двух и более высокоэнергичиых частиц, вылетающих в одну сторону. При рождеппи

и0,1 определяется только статистикой, т. е. описывается зако­

ном Пуассона, то мы получим при среднем их числе ^ 1 на взаимо­ действие, что примерно в 25% взаимодействий га (и > 0,1) > 2.

Эти оценки показывают, что рождение высокоэнергичных пио­ нов может давать значительный вклад в число наблюдаемых не­ симметричных ливней, если только онп не образуются в резуль­ тате рождения изобар.

3. Почти во всех проводившихся до сих пор экспериментах яд­ ра атомов мишени были сложными ( L i H , С). Поэтому в определен­ ном числе случаев можно ожидать взаимодействия первичной частицы не с одним нуклоном, а с двумя и более нуклонами ядрамишени.

В этом случае будет наблюдаться ливень с множественностью ras, большей чем средняя для нуклон-нуклонного взаимодействия, и с более широким угловым распределением (за счет того, что для второго, третьего и т. д. взаимодействий энергия нуклона Е < <; Е0). Кроме того, взаимодействие с ядром, даже легким, может приводить к появлению внутриядерного взаимодействия рожден­ ных частиц (в том числе и к рассеянию рожденных частиц). Этот процесс также будет увеличивать углы разлета ливневых частиц & лабораторной системе координат (а может увеличивать и множест­ венность ras), т. е. он будет приводить к появлению асимметрич­ ных назад (в С-системе) ливней с множественностью выше средней.

4. Поскольку множественность рождающихся частиц флуктуи­ рует, то в случаях, когда ns<^ <ras> при неизменном коэффициентенеупругости, средняя энергия пионов будет больше, чем в ливнях с ras ^ <и8>> что приведет к большей коллимации ливня в С-системе и, соответственно, к появлению ливней, сильно несимметричных