mukhin-fizika-elementarnykh-chastits (810757), страница 51
Текст из файла (страница 51)
С наибольшей верцятностью захват л -мезона осуществляется парой нукл<)нов. После захвата л-мезона нуклоны разлетаются в противоположные стороны с примерно равными по абсолютной ве/2ичине скоростями. Очевидно, что энергия каждого н уклона равна 70 МэВ, импульс р=350 МэВ/с (т. е. относительный импзчльс р' =700 МэВ/с), а расстояние между ними бжл/р' =0,3 1О ' см (корреляция нуклонов). Образовавшиеся н уклоны вылетают из ядра или выбивают нз него каскадно еще несколько нуклонов, в результате чего образуются (например, в фотоэмульсии, облученной л -мезонамн) так называемые звезды (см.
з 110, п. 2). Изучение поглощения л-мезонов ядрами позволяет получать информацию о распределении нуклонов ядра по скоростям и о их корреляция между собой. в СЕКАЧ Соныве. 'гл82. Чос 22, зь Е Р. 13 — !4. З" П2. Взаимодействие х-мезонов 257 в. Другие пион-ядерные реакции На мезонных фабриках с особенно большими интенсивностями пиоиных пучков можно изучать реакции А (я, 2л) А ' на ядрах при энергии пионов Т.( 500 МэВ. Раньше такие процессы практически не изучались из-за очень малого сечения. Между тем их исследование представляет значительный интерес по нескольким причинам: возможность получения дополнительной информации о реакции (к, 2я) на простейшем ядре— протоне, изучение нового канала пион-ядерного взаимодействия, возможность изучения структуры ядра в области, недоступной для других методов, и, наконец, возможность исследования свойств ядерной материи в целом, Уже при самом предварительном рассмотрении можно отметить несколько интересных задач, для решения которых реакция (я, 2я~ особенно удобна.
1. Реакция я, 2я) на протоне изучалась достаточно широко (см. ~ 1!2, пп. б и 7). Однако вблизи порога экспериментальные данные практически отсутствуют. В настоящее время вся мировая статистика по угловым распределениям вторичных пионов (исходный материал для фазового анализа) в этой области энергий составляет всего лишь несколько сотен событий. В связи с этим данные о (к — п)-рассеянии в области малых энергий все еще нельзя считать окончательными.
Изучение реакции яр- лкФ в условиях мезонной фабрики позволит увеличить статистику полезных событий примерно на два порядка. Это даст возможность получить надежные данные о параметрах (я — л)-рассеяния при малых энергиях (о сечении, фазах и длинах рассеяния), позволит правильно выбрать эффективный лагранжиан и проверить существующие (или построить новые) модели сильного взаимодействия. 2. Точные данные по (пр- яя)У)-реакции важны не только сами по себе, но и как репер для дальнейшего исследования (и, 2к)-процессов на связанном нуклоне ядра, т. е; реакции А (к, 2я) А' на ядре.
Выделив диаграмму однопн они ого обмена на ядре и сравнивая параметры этого процесса с репером, можно оценить роль квазисвободных процессов, изучить изменение пионной волновой функции в ядерной среде, изменение константы ял-вершины для конкретных ядер и др. Все это даст возможность изучить роль пионной моды в ядерном веществе и особенности реакций А (я, 2я) А ' на ядрах. 3. Из-за спепифических квантовых чисел к-мезона (ее=О Т = 1) реакция А ( л, 2я) А ' весьма эффективна для изучения Глива АтХ, л-мелплы спин-изоспиновых коллективных возбуждений ядра типа гигантских резонансов.
В последние годы кроме давно известного и хорошо изученного дипольного электрического резонанса типа Е7 было открыто много новых гигантских резонансов разных типов (монопольные, дипольные, квадрупольные, октупольные) и разновидностей (электрические и магнитные, изоскалярные и изовекторные), причем некоторые из них были обнаружены при нескольких энергиях возбуждения ядер (см.
э 13, и. 4). Для возбуждения гигантских резонансов обычно использовались процессы (ее' ), (рр' ), (аа' ) и др., которые идут по нейтральным каналам. Однако все они обладают двумя существенными недостатками: появлением большого нерезонансного фона и невозможностью возбуждения предсказанного теоретически изовекторного гигантского резонанса 0 (с аномальной четностью). Для возбуждения этого резонанса использовалась (рл)- реакция, идущая в заряженном канале. Этим способом были получены 0 , 1 и 2 уровни, однако при их разрешении возникают большие трудности. Реакция (л, 2к) свободна от недостатков всех перечисленных выше способов возбуждения гигантских резонансов (как в нейтральных, так и в заряженных каналах): она позволяет получать уровни с аномальной четностью, дает возможность их разрешить и позволяет уменьшить фон.
В реакции (п, 2к) при малых энергиях налетающего пиона конечные я-мезоны образуются в л-состоянии, т. е. квантовые числа конечного ядра определяются орбитальным моментом 1 (и внутренней четностью) первичного пиона. Таким образом, ядра, находящиеся в состоянии 0+, переходят в состояния с аномальной четностью О, 1+, 2 и т. п. В связи с отсутствием спина у пиона угловое распределение вторичных пионов однозначно связано с моментом возбуждаемого уровня. Это дает возможность его выделить.
Предсказываемая энергия возбуждения 0 уровня — порядка 25 МэВ. Поэтому 'наиболее ярко он должен проявляться при энергиях первичных пионов 7'„ж 180 МэВ. В реакции (я, 2я) имеется возможность подавления фона за счет кулоновского сдвига уровней. Например, в реакциях А(т+, к+я+)А' и А(к+, к+я )А" должны возбуждаться уровни с ЛТ =! и аномальной четностью. Из-за кулоновского взаимодействия положение этих уровней будет сдвинуто (примерно на 8 МэВ для ядра ~~Си.и на 20 МэВ для '~~лРЬ).
Сдвигая полученные спектры на рассчитанную величину кулоновского 259 Г п2. взаи,«одеягтвие я»я»зонов Рис. 43т взаимодействия и выбирая совпадающие структуры, можно выделить части спектра, обусловленные изовекторными резонансами. 4. Реакция А(п, 2п) А' чрезвычайно удобна для наблюдения так называемых «предкритических явлений» в ядерной материи (см. ч ! О, п, 3): ядру передаются квантовые числа пиона, образуется состояние с аномальной четностью, передаваемый импульс лежит в требуемой области д=2 —:Зт„, можно фиксировать энергию возбуждения.
Ожидаемый эффект должен проявиться в виде широкого пика в Ыо/~И при требуемых д, и по степени его выраженности можно говорить о близости ядерной плотности к критической. По-видимому, изучение А !я, 2я) А' -реакций является одним из наиболее ясных и просто интерпретируемых экспериментов, которые могут быть использованы для решения этой задачи. Изложенную программу предполагается реализовать на пионном пучке строящейся Московской мезонной фабрики прн помощи создаваемого в ИАЭ нм.
И. В. Курчатова, ИЯИ АН СССР и НИИФ ЛГУ универсального широкоугольного быстродействующего детектора редких процессов «Ампир». Плака Х1Х. л-Ауезо<<ы Схема детектора изображена на рис. 437. Здесь 1 — сменная мишень (твердая или криогенная); 2 — вакуумный ионопровод с «прозрачной» для частиц вставкой в области мишени; 3 — полупроводниковый стриповый вершинный детектор; 4 и 5— малая и большая цилиндрические дрейфовые камеры для детектирования заряженных частиц; 6 — запускающие сцинтилляционные счетчики; 7 — радиационно-прозрачный сверхпроводяший соленоид на 1 Тл; 8 — нейтральный детектор для регистрации т-квантов и яо-мезонов; 9 — наборный профилированный стальной магнитопровод для выравнивания напряженности поля; !Π— блок ввода электропитания и криогенного охлаждения соленоида; 11 — герметичный разборный баке, Детектор «Ампир» может быть также использован для изучения фотоядерных реакций на высокоинтенсивных фотонных пучках (см.
8 76, п. 2). 9 113. Краткое заключение к гл. Х1Х В гл. Х1Х описаны свойства заряженных н нейтральных пионов. Пионы (и-мезоны) — легчайшие часпшы из класса меэонов, т. е, ядерноактнвных (сильяовзанмодсйстауюших) частиц (адронов) с бариониым зарядом В=О. Заряжениыс и-мезоны (л' и я ) были открыты в 1947 г. фотоэмульсионным методом в составе космических лучей, нейтральные х-мезоны (ле) — на ускорителе при помощи сисгемы счетчиков. Масса эарюкеиных к-мезонов равна л<„,г«273т,.
(!ни распадаются по схемам слабого взаимодействия (я~ — р'+та и л - р +ч„) за время т,ы2,6 10 е с. Масса нейтрального я-мезона теге264т„, а время жизни т,.ьз0,8.10 <е с, он распадается по электромагянтной схеме ле -+27 (и примерно с вероятностью 10 ' по схеме ле у+е++е ). л-Мезоны относятся к числу псевдоскаляров; оли имеют нулевой спин н отрицательную Р-четность. к'- и я -Мезоны являются частицей и античастицев друг друга. ке-Мезон — истинно нейтральная частица.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
