А.С. Белоусов, Я.А. Ваздик, Е.И. Малиновский, С.В. Русаков, П.А. Смирнов, Ю.В. Соловьев, А.П. Усик, А.М. Фоменко

ФОТОРОЖДЕНИЕ π ^о  -  МЕЗОНОВ  НА  ЯДРАХ ПОД МАЛЫМИ УГЛАМИ  В  РАЙОНЕ   Δ ₃₃- РЕЗОНАНСА

     Работа  выполнена  в период 1981 - 1985 г.г. на тормозном пучке синхротрона с использованием установки “ГАММА” . Схема установки приведена  на Рисунке 1.  Описание  отдельных узлов  установки  приведено  в работах [1-4],  полученные результаты представлено  в  [5-7].
 

Рисунок 1. Блок-схема установки для регистрации процессов фоторождения нейтральных мезонов.

Аннотация

Измерения проводились с применением методики регистрации нейтральных мезонов по каналу распада на два гамма-кванта. Триггером служило наличие в детекторных системах Д1 и Д2 фотонов с энергий больше Е_п ~ 70 МэВ. Масса частицы при этом определяется из выражения :
 

                               (m _{γ γ} )² =  2 E _{γ 1} E _{γ 2}( 1 - cos y )

где E _{γ 1} и E _{γ 2} – энергии γ - квантов от распада мезона, а y- угол разлета гамма-квантов. Энергия фотонов измерялась черенковскими спектрометрами полного поглощения С₁ и С₂, а угол между ними вычислялся на основания информации от годоскопов, определяющих координаты точек попадания фотонов во фронтальные грани детекторов. Спектр масс двухфотонных событий, зарегистрированных установкой “Гамма” при настройке на регистрацию π ^о – мезонов со средней энергией ~ 340 МэВ, приведен на Рисунке 2.
 

                         Рисунок 2. Спектр масс    π ^о  - мезонов

В качестве источника фотонов использовались гамма-кванты тормозного излучения от внутренней мишени синхротрона с эффективной толщиной ~0.035 Х_о. Энергия ускоренных электронов в кольце составляла 650 МэВ. В ряде измерений для уменьшения фона от низкоэнергетических фотонов перед коллиматором ИК1 и антисовпадательными счетчиками АС₁, АС₂ помещался парафин толщиной соответственно 1.7 и 1.0 Х_о. В качестве спектра тормозного излучения использовался спектр Шиффа – благодаря малости эффективной толщины мишени. Влияние парафинового поглотителя на форму тормозного спектра оценивалось на основании результатов моделирования прохождения фотонов по каналу.

Большая апертура детекторов при фиксированной настройке установки (угол между осями Д1 и Д2 порядка 27 ⁰ , что соответствует Е _π ~ 350 МэВ) позволяла регистрировать π ^о– мезоны в широком диапазоне энергий. Весь “видимый” диапазон энергий разбивался на отдельные интервалы и сечение вычислялось для каждого диапазона отдельно. Выбираемая ширина интервала определялась, с одной стороны, разрешением по энергии, а с другой – статистической точностью. Средний угол вылета мезонов θ _π составлял ~10^o, а разрешение по углу Δθ ~ ±4^o. Разрешение по энергии мезона изменялось от ΔЕ_π ~± 10 МэВ при энергии пиона 310 МэВ до ΔЕ_π ~± 20 МэВ при Е_π = 500 МэВ. На Рисунке 3 приведены результаты измерения сечений фоторождения π^o–мезонов на ядрах алюминия, меди и кадмия.
 

Рисунок 3. Сечение фоторождения π ⁰ –мезонов на ядрах.

Отдельно на Рисунке 4 показаны полученные результаты для ядер ⁶Li и ¹²С.  Здесь же приведены результаты расчетов для сечений фоторождения на этих ядрах и имеющиеся данные из других работ.
 
 

Рисунок 4.  Сечение фоторождения π ⁰ –мезонов   на ядрах   ⁶Li   и  ¹²C.

 
 

Литература.

1.  А.С. Белоусов, Я.А. Ваздик, Е.И. Малиновский и др. Препринт ФИАН № 120, Москва, 1975
2.  А.С. Белоусов, Я.А. Ваздик, Е.И. Малиновский и др. Препринт ФИАН № 326, Москва, 1985
3.  А.С. Белоусов, Я.А. Ваздик, А.Н. Елисеев и др. Вопросы атом. науки и техники
     Сер. Общ. И Ядер. Физика, 1982 №1 (19), стр.58
4.  А.С. Белоусов, Я.А. Ваздик, А.Н. Елисеев и др.  Труды ФИАН СССР, т.135 (1983) стр. 130-146
5.  А.С. Белоусов, Я.А. Ваздик, А.Н. Елисеев и др. Вопросы атом. науки и техники
     Сер. Общ. И Ядер. Физика, 1980 №1 (11), стр.6-7
6. А.С. Белоусов, Я.А. Ваздик, Е.И. Малиновский и др. Вопросы атом.науки и техники
    Сер. Общ. И Ядер. Физика, 1986 №2 (35), стр.12
7. А.С. Белоусов, Я.А. Ваздик, А.Н. Елисеев и др. Труды ФИАН СССР, т.186 (1988) стр. 143-156