Обнаружение и исследование η-мезонных ядер в процессах фоторождения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.23, доктор физико-математических наук Сокол, Гарри Арсентьевич

• Сокол, Гарри Арсентьевич
• доктор физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Сокол, Гарри Арсентьевич

Введение

1. Вводные замечания Т

2. Общая характеристика диссертации.

6. Общий план последующего изложения АЪ

7. Выводы

Глава 1. История поиска 77-мезонных ядер и основные направления в их исследовании ЛЦ

1.1. Развитие концепции атомных ядер, включая представление об 77-мезонных ядрах 1А

1.2. Физические проблемы, стимулирующие развитие представления об 77-мезонных ядрах

1.3. Условия формирования связанного состояния 77-мезона и ядра М

1.4. Краткая история поиска 77-мезонных ядер 2.2.

1.5. Основные направления в исследовании 77- мезонных ядер гИ

1.5.1. Энергетические уровни Ед(г7) и Eg(Su) 32.

1.5.2. Амплитуда процесса tjN —> rjN

1.5.3. Влияние ядерной среды на характеристики 77-мезона и 5п(1535) резонанса

1.5.4. Исследование процесса 5* • N* —> N • N в ядре 3S

1.5.5. Кварк-глюонная структура t]N- взаимодействия

1.5.6. Возможность существования 77-мезонных ядер для А < 4 3Ü

1.5.7. Потенциал 77Л-взаимодействия Ц£)

1.6. Перспективы экспериментальных исследований 77-мезонных ядер на ускорителях с использованием пучков 7-, р- и d - частиц

1.7. Выводы

Глава 2. Метод идентификации 77-мезонных ядер Ь\

2.1. Схема образования, эволюции и распада 77- мезонных ядер. Роль 5и(1535)-резонанса Ь\

2.2. Идентификация 77-мезонных ядер по регистрации коррелированных 7гЛГ-пар, возникающих от распада ^ц (1535) -резонанса внутри ядра

2.3. Применение метода идентификации т?- мезонных ядер

2.4. Выводы.

Глава 3. Постановка эксперимента по обнаружению ту-мезонных ядер на 7-пучке синхротрона ФИ АН "ПАХРА" 7 О

3.1. Возможность поиска г]-мезонных ядер в реакциях фоторождения на синхротроне ФИАН "ПАХРА"

3.2. Кинематика процесса фоторождения 77-мезонов на нуклонах и ядрах 7А

3.3. Электронный синхротрон ФИАН "ПАХРА" 7Н

3.4. Формирование 7-пучка

3.5. Стратегия эксперимента

3.5.1. Геометрия расположения установки на 7-пучке вокруг мишени

3.5.2. Использование процесса 7 + р —> 7Г+ + п для калибровки 2>4 спектрометров по (к+п) событиям

3.5.3. Процедура проведения измерешш М

3.6.Выводы.

Глава 4. Автоматизированная двух-плечевая

4 спектрометрическая установка

4.1. Структура установки (я", п -спектрометры, АЕ- детекторы) йб

4.2. Электроника и способы съема информации. $

4.3. Тестирование детекторов в космических лучах

4.4. Калибровка спектрометров на 7-пучке

4.5. Двухплечевая спектрометрическая система регистрации частиц по времени пролета с единым стартом

4.6. Последовательность операций при спектрометрии частиц по времени пролета

4.7. Формирование сигнала "старт"

4.8. Определение скоростей - регистрируемых частиц

4.9 Точность определения скоростей и энергий В{ частиц

4.10. Выводы . 402.

Глава 5. Результаты эксперимента и обработка экспериментальных данных

5.1. Экспериментальные двухмерные распределения по скоростям регистрируемых частиц 4 D3>

5.2. Разделение (тт°п) и (7г+п)-событий по минимальным потерям энергии

ДЕ регистрируемых частиц в АЕ -детекторах тг -спектрометра

5.3. Последовательность обработки экспериментальных данных Л О Ъ

5.4. Получение двухмерных распределений по скоростям регистрируемых частиц в интервале АР = [0; 1] ( решение обратной задачи) ^^

5.5. Получение двухмерных энергетических распределений Ег(тт+) и Ei(n) из распределений по скоростям (3"ст регистрируемых частиц ( после решения обратной задачи)

5.6. Спектры по суммарной энергии E(Ew+,En) коррелированных (7г+п)-пар при Еугпах = 650 и 850 МэВ АЛЛ

5.Т. Влияние ядерной среды на характеристики Sii(1535)-pe30HaHca

5.8. Импульсное распределение (7г+п)-пар от распада 5п(1535)-резонанса, связанного в ядре И

5.9. Измерение дифференциального сечения Jy- фоторождения (7г+п)-пар на 12С для Eimax = 650 МэВ *

5.10. Измерение дифференциального г) = (©п) = 90°) сечения фоторождения 77-мезонных ядер для АЕУ = (850 — 650) МэВ

5.11. Определение полных сечений at(7r+n)(nA) фоторождения 77-мезонных

5.12. Выводы

Глава 6. Обсуждение результатов. Л7М

6.1. Обнаружение 77-мезонных ядер.

6.2. Критерии образования 77-мезонных ядер {

6.2.1. Пороговый эффект по энергии Е7 'I 2,£>

6.2.2. Резонансная структура (7г+п)-выходов в области энергии 26 образования 5ц (1535) резонанса

6.2.3. Идентификации 77-мезонных ядер

6.2.4. Поперечных! импульс (тг+тг)-пары, возникающей при распаде 5ц(1535)-резонанса. А'2.%

6.3. Энергия связи 5ц (1535) резонанса в ядре и оценка энергии связи 77-мезона в ту-мезонном ядре

4 6.4. Сечения фоторождения 77-мезонных ядер

6.5. Сечение калибровочного процесса 7 +12 С —У 7г+ + п + X 43 \

6.6. Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обнаружение и исследование η-мезонных ядер в процессах фоторождения»

Настоящая работа посвящена обнаружению и изучению 77-мезонных ядер, ядерной системы нового типа, содержащей, кроме нуклонов, 77-мезон или 5ц(1535) -нуклонный резонанс (рис.1.).

Эта-мезонные ядра, квази-связанные состояния 77-мезона нли Sn (1535)- резонанса и ядра А, формально близки к известным гиперядрам, в состав которых кроме обычных нуклонов входит А- или Е-гиперон. Как и гиперядра, 77-мезонные ядра нестабильны, распадаются, предположительно, за время ту2 ~ Ю-22 с. в результате сильного взаимодействия и этим отличаются от гиперядер, время жизни которых составляет Ю-10 с. и в основе распада которых лежит слабое взаимодействие.

Возможность существования 77-мезонных ядер, их свойства и возможности обнаружения таких экзотических ядерных систем впервые были рассмотрены К.Хайдером и JI. Лиу в 1986 году [1Д2]. Они же предложили назвать связанные состояния 77-мезона и ядра: 77-мезонные ЯДРА, подчеркивая этим отличие их от мезонных АТОМОВ.

В последующем изложении мы для краткости будем зачастую использовать название 77-ядра,опуская слово "мезонные".

В последующие годы появилось достаточно большое количество теоретических работ, освещающих различные аспекты физики 77-ядер [16,25,26,27,30,32,35,39, 40,44, 49,91]. Появились также работы,рассматривающие возможность существования мезон-ядерных связанных систем с участием и,р и <р - мезонов [31,37].

Следует отметить, что давно обсуждавшаяся проблема существования связанной системы 7Г -мезона в s-состоянии с ядром нашла решение. В работе [92] получены данные, свидетельствующие об отталкивательном характере тгА взаимодействия для 7г-мезона в s-состоянии и о невозможности иметь квази-связанную систему 7г-мезона в s-состоянии и ядра. Таким образом, 77-мезонные ядра,повидимому, являются наинизшим по энергии возможным связанным состоянием мезон-ядерной системы.

До 2003 года, насколько нам известно, практически не было прямых экспериментальных работ, подтверждающих существование 77-мезонных ядер. В конце 2003 года появилась работа [41], в которой были приведены предварительные результаты по фоторождению ^Не -ядер. В работе [2], выполненной в Врукхейвене в 1988 году, был получен отрицательный результат. В то же время результаты экспериментальных работ [3, 4, 5] косвенно указывали на возможность существования квази-связанных состояний 77-мезона с ядром. Таким образом, настоящую работу [6]выполненную в 1998-99 годах, можно считать первой и единственной до 2003 года, экспериментальной работой, в которой был получен положительный результат по обнаружению 77- мезонных ядер. Работа была выполнена в ФИАН с использованием 7-квантов тормозного излучения 1 -ГэВ-ного электронного синхротрона ФИАН " ПАХРА". В работе изучалась реакция: j+12C ->р(п)+п(А-1) -»7г+ + п + Х (1) при 2-х энергиях края спектра тормозного излучения Ejmax 850 МэВ и 650 МэВ и 2-х значениях угла < 0(7Г,п) >= 180° и 100°.

Рис. Два состояния 7?-мезонного ядра:

- с ^-мезоном (справа)

- с ¿>п(1535)-резонансом внутри ядра (слева).

Заключение диссертации по теме «Физика высоких энергий», Сокол, Гарри Арсентьевич

Основные выводы по содержанию Главы 6 состоят в следующем:

• основным результатом работы является получение экспериментальных данных, по реакции

7 +12 С 7Г+ + п + X , позволяющих говорить об обнаружении 77-мезонных ядер,т.е. нового типа атомных ядер, содержащих в своем составе, кроме нуклонов, либо 77-мезон, либо 5п(1535) резонанс

• предложены критерии, на основании которых можно сделать заключение об обнаружении ^-мезонных ядер в проведенном эксперименте.

К таким критериям относятся:

- пороговый эффект по энергии Е1 появления (7г+п)-событий, возникающих от распада 5ц(1535) резонанса в ядре

- резонансная структура выхода (7г+тг)-событий, с положением энергией пика, соответствующей энергии возбуждения ¿и (1535) резонанса. Это подтверждает предположение, что начальная и конечная стадии образования 77-мезонных ядер связаны с возбуждением и распадом 5ц (1535) резонанса.

- энергии и импульсы компонент (7г+п)-пары соответствуют распаду практически покоящегося в ядре 5ц(1535)-резонанса.

• проанализирован полученный в эксперименте энергетический сдвиг АЕ = (90 ±15) МэВ в положении максимума экспериментально измеренного распределения по суммарной энергии (7г+п)-пары по отношению к положению максимума в аналогичном распределении для свободного 5ц(1535)-резонанса, т.е. полученного в результате элементарных процессов 7гЛГ —> ттЛ^; тгМ —> 77// и 7ЛГ 7гЛГ

• в предположении, что распад 5ц(1535) резонанса, связанного в 77-мезонном ядре должен соответствовать сумме масс ^("П + Ю — 1485 МэВ., получаем экспериментально измеренный сдвиг распределения по суммарной массе распадающихся частиц, равный:

АЕ = (40 ± 15) МэВ. (6.13)

Эту величину можно интерпретировать как энергию связи 5ц (1535) резонанса в ядре Ед(Зц).

• исходя из значения энергии связи нуклона в ядре Ед(ЛГ) « 8 МэВ получена оценка энергии связи 77-мезона в 77-мезонном ядре :

Ед{т]) = (32 ± 15) МэВ (6.14)

Эти результаты получены впервые. Величины Ед(3ц) и Ед(г]) могут быть интерпретированы как изменение массы (дефект массы) 5ц и 77 в ядерной материи. в эксперименте измерено дифференциальное сечение фоторождения 77-мезонных ядер на ядре 12С : а/сгП(чЛ)(ДЯ7 < Эд- >=< 0П >= 90°) = (0,97± 0,11) мкбн/стер (6.15) в предположении об изотропии распределена (7г+п)-пар, получено полное сечение фоторождения 77-мезонных ядер: аь(г,А){АЕ^) = (36,6 ± 3,9) мкбн (6.16) которое хорошо совпадает с теоретическим значением сечения, полученного в [16] процесс фоторождения (тг+п) пар на 12С для интервала энергий ДЕ1 = 650 — 250 МэВ использовался в качестве калибровочного процесса как для калибровки спектрометров ввиду близости по энергии 7г+-мезонов и нейтронов в измеряемом процессе фоторождения 77-мезонных ядер, так и для "калибровки" процедуры вычисления сечения фоторождения 77-мезонных ядер. измерено дифференциальное сечение фоторождения (7г+тг)-пар на ядре 12С для интервала энергий 7-квантов АЕ = (250 - 650) МэВ. Сечение оказалось равным : гсг/(Ш(7г+п)(Д£) = (18,8 ± 2,0) мкбн/стер (6.17) и оно довольно хорошо согласуется с известными из литературы сечениями фоторождения 7Г+-мезонов на ядрах. Следует, правда, отметить, что экспериментальных данных по фоторождению (тт+, п) - пар на ядре 12С мало и условия измерений в разных экспериментальных работах сильно различаются, так что прямое сравнение не вполне правомерно. отмечается, что только в исследованиях с использованием 7-пучков возможно иметь достаточно "жесткую" двухчастичную кинематику квази-элементарного процесса на ядре, что позволяет осуществлять калибровку не только экспериментальной установки и процедуры измерений, но и методику извлечения сечений из измеренных выходов. в эксперименте использовались высокоточные сцинтилляционные спектрометры по времени пролета с временным разрешением 0,2 не. Это позволило реализовать измерения дифференциальных распределений по временам пролета регистрируемых частиц и тем самым существенно разделить области регистрации событий "эффекта" и "фона".

Заключение

В Заключении представлены основные результаты работы по "физике" и "методике" . а) Физика

К основным физическим результатам работы следует отнести следующие :

1. Получены экспериментальные данные, свидетельствующие об образовании 77-мезонных ядер - связанной системы 77-мезона и ядра - в фотореакциях.

Возможность существования 77-мезонных ядер - нового типа атомных ядер - обсуждалась в ряде теоретических работ, начиная с основополагающей работы Лиу и Хайдера (1986 год) [1]. Поиски 77-мезонных ядер в реакции с использованием 7г+-мезонных пучков, предпринятые в Брукхейвене и Лос-Аламосе (США) (1988 г.) дали отрицательный результат. В 1991 году в работе Лебедева и Трясучева возможность образования 77-мезонных ядер рассматривалась в процессах фоторждения [16]. В 1991 году в нашей работе [17] был предложен новый метод идентификации 77-мезонных ядер. Этот метод и был использован в настоящей работе по обнаружению 77-мезонных ядер в реакции

7 +12 С -» 7г+ + п + X.

Эксперимент был проведен с использованием 7-квантов тормозного излучения 1 ГэВ-ного электронного синхротрона ФИ АН "ПАХРА".

При Е^тах = 850 МэВ наблюдалась резонансная структура в выходах коррелированных по углу разлета и по энергии компонент (тг +,п)- пар что связывалось с фоторождением 77-мезонов, образованием 77 -ядра и распадом его на (7г, п) -пару.

2. Получены экспериментальные данные, свидетельствующие о влиянии ядерной среды на характеристики ¿"ц (1535) нуклонного резонанса и 77-мезона, как составляющих 77-мезонных ядер.

В настоящей работе было измерено распределение по суммарной полной энергии коррелированной (7г+п)-пары, ¿2(сум) = Еж + Еп, возникающей от распада Sn(1535)-нуклонного резонанса в 77-мезонном ядре. Максимум измеренного распределения Е(тг+п) оказался сдвинутым влево по энергии на величину АЕ = (40 ± 15) МэВ по отношению к значению Е{77 + N) = 1485 МэВ, сумме масс свободных 77-мезона и нуклона. Такой сдвиг АЕ находит объяснение в предположении о ядерном взаимодействии Sn(1535) резонанса с ядром, в результате которого возникает изменение массы (дефект массы) Sn (1535) резонанса, аналогично тому, что происходит с нуклонами при их объединении в ядро.

В то же время энергетический сдвиг АЕ можно рассматривать как величину энергии связи £^cb(Sh) Sn(1535) резонанса в ядре.

Eg(Sn) = (40 ±15) Мэв

Принимая во внимание, что Sa (1535) резонанс состоит из 77-мезона и нуклона и учитывая энергию связи нуклона в ядре Eg(N) = 8 МэВ, можно получить оценку энергии

40 - 8) ± 15 = (32 ± 15) МэВ

3. Измерено дифференциальное сечение da/dQ.{vA) фоторождения r¡-мезонных ядер в реакции

7+12 С -» р(п) +„ (А - 1) -> 7г+ + п + X для интервала энергий 7-квантов ДЕ1 = (850 — 650) МэВ и для углов вылета 7г+-мезона и нейтрона < Qv >=< ©„ >= 90° по обе стороны 7 -пучка.

Величина дифференциального сечения оказалась равной: da/dÜ{nA){7г+п, Д£7(850 - 650)МэВ) = (0,97 ± 0,11) мкбн/стерад

В предположении изотропии в распределении (7г+п) пар, получена оценка полного сечения фоторождения ^-мезонных ядер на ядре 12С: сг,(„А)(тг+п, АЕ) = (12,2 ± 1,3) мкбн

Это сечение хорошо согласуется с теоретическим значением полного сечения фоторождения 77-мезонных ядер на ядрах 12С, полученным в работе Лебедева- Трясучева [16].

4. Измерено дифференциальное сечение da/dÜ квазисвободного фоторождения (тг+п)-пары на ядре 12С

7 +12 С -J- 7г+ + п + X для интервала энергий 7-квантов АЕ^ — 6504-250 МэВ и для углов вылета 7г+-мезона и нейтрона < 0^+ >= ©п >= 50°, которое оказалось равным: d<y/dü[(TT+n), Д£7(650 ч- 250)МэВ. < 0* >=< 0П >= 50°] = (19,8 ± 2,1) мкбн/стерад.

В литературе экспериментальных данных об измеренных сечениях именно для этих позиций по углам и энергиям отсутствуют, но качественное согласие полученного в настоящей работе значения дифференциального сечения с теоретическими оценками вполне удовлетворительно [71].

5. Получено распределение для поперечного импульса (7г+п)-пары, р±(к+п), возникающей как от распада ¿п^бЗб) резонанса внутри 77-мезонного ядра, так и в результате фоторождения (тг +,п) -пары в калибровочном процессе 7 +12 С 7г+ + п + X

Распределение для поперечного импульса (7Г+п) пары, возникающей в калибровочном процессе 7+12 С тт+ + п + X оказалось весьма узким, с шириной Ар± = ± 50 МэВ/с, что полностью подтверждает корреляцию (7г+п)-событий- в этом процессе. связи 77-мезона в ядре:

ЕМ =

Распределение по поперечному импульсу для (7г+п)-пар, возникающих от распада 5ц (1535) резонанса также имеет узкую ширину Ар± = 75 МэВ/с, что согласуется с предположением о распаде практически покоящегося 5ц (1535)-резонанса в ядре. Это важный вывод, позволяющий соотнести максимум в измеренном распределении по суммарной энергии (7г+п)-пары Е(ЕЖ + Еп) к сумме измеренных масс 77-мезона и нуклона Е = (тпг) + тпп).

Следует отметить, что получение энергетических и импульсных распределений стало возможно в результате решения обратной задачи для распределений (7г+тг)-событий по скоростям регистрируемых частиц.

Решение было получено В.П. Павлюченко на основе развитого им статистического метода решения обратных задач [69]. б) Методика

Во время выполнения эксперимента был осуществлен ряд методических решений, которые обеспечили как успех собственно эксперимента, так и получение конкретных физических результатов:

1. Предложена модель формирования, эволюции и распада г}- мезонных ядер, на основе которой был разработан метод идентификации 77-мезонных ядер

Метод идентификации связанных состояний 77-мезона и ядра А, так называемых г] - мезонных ядер, состоял в регистрации (7г+п)-пар, коррелированных по энергии и углу разлета компонент, возникающих в результате' распада 77- ядра в реакции 712С —> (7г+,п)Х В основу метода была заложен модель формирования и распада 77-мезонного ядра, согласно которой процесс фоторождения 77-ядер происходит в результате рождения 77-мезона на нуклоне ядра и этот процесс происходит, как правило, через возбуждение 5ц(1535)-нуклонного резонанса: 7/^ 5ц(1535) —> 77^

В этом процессе импульс, передаваемый 5ц-резонансу составляет р(5ц > 700 МэВ/с. Предполагается, что 77-ядро возникает в том случае, когда 77-мезон имеет малую энергию и импульс. Это означает, что практически весь импульс р(5ц) должен быть передан нуклону И, который вылетает из ядра. Оставшийся в ядре медленный 77-мезон претерпевает ряд последовательных взаимодействий с нуклонами ядра, приводящих кажлый к возникновению и распаду 5ц-резонанса. В случае распада 5ц (1535) резонанса на 77Дг-пару, 77-мезон, как правило, остается в ядре, поскольку обладает малой кинетической энергией, и может снова при взаимодействии с нуклоном образовать 5ц- резонанс Таким образом в ядре возможно появление цепочки превращений:

5ц —> 77ЛГ —» 5ц —у т]И —» 5ц.

Цепочка превращений может прерваться в случае распада 5ц-резонанса на 7гЛГ-пару, суммарная кинетическая энергия которой, Е(тт + ЛГ), составляет и 450 МэВ и обе частицы, как правило, вылетают из ядра.

Возникновение цепочки превращений обеспечивает соответствующее время жизни 77- ядра, усреднение характеристик 5ц-резонанса, что приводит к изотропии распадающейся (7riV)-napbi и к разлету компонент (хN) - пары под углом < Qnf/ 180°.

Это основное свойство распада 5ц (1535) резонанса и использовалось при постановке эксперимента: спектрометры располагались под 90° к 7-пучку по обе стороны от него. Такое расположение было наиболее благоприятным по фоновым загрузкам, что оказалось очень важным ввиду малого сечения фоторождения 77-ядер.

В рамках разработки метода идентификации 77-мезонных ядер рассматривалась концепция 77-ядра как два состояния, переходящих друг в друга: либо связанного состояния 77-мезона с ядром А, либо связанного состояния ^ц (1535) резонанса с ядром (А - 1). Эти два состояния могут переходить друг в друга в результате реакции: r)N —> 5ц —> 77N. Используя соотношения неопределенности можно оценить длительность такого перехода: 2Л[ГэВ • сек] 2-6,6-1022 , Л 1П23 Р(ГэВ) = 75 ~ 1>6 • Ю -с.

Если осуществляется 3-5 переходов, то общее время жизни 77-ядра (до его распада на 7riV-napy) может составить

At « (0,5 -г 0,8) • 10~22с. что более чем на порядок превышает так называемое "ядерное" время - время пролета через ядро релятивистской частицы.

2. Разработана и создана автоматизированная спектрометрическая 2-х плечевая установка, предназначенная для регистрации и измерения энергий коррелированных (7г+тг)-пар, которые возникают от распада 5ц (1535)-резонанса, связанного в ядре.

Установка состоит из 2-х сцинтилляционных спектрометров, работающих по принципу измерения времени пролета Ati частицей определенной базы пролета Li (TOF-система). Особенностью установки является работа с одним "стартовым" сигналом, что позволило осуществить регистрацию и спектрометрию нейтронов. А это в свою очередь позволило использовать в эксперименте достаточно "толстую" мишень из ядер 12С (I = 4см), что обеспечило высокую скорость набора регистрируемых событий. Размеры сцинтилляционных детекторов (500x500^50(100) мм3 обеспечили телесные углы dQ, ~ 10~2 стер., что также гарантировало высокий темп регистрации событий. Пространственное разрешение спектрометров составляло Ах, Ay — dh 1,5 см, временное разрешение достиголо At ~ (0,2-=- 0,15) не.,энергетическое разрешение -АЕ ~ ± 15.МэВ . В состав установки входили блоки ядерной электроники (логические, аналоговые и цифровые) в стандарте КАМАК. Получаемая в эксперименте информация регистрировалась и анализировалась в PC 486 с помощью разработанной нами программы управления работой установки. Обработка информации осуществлялась по специально созданного мат. обеспечения off-line, элементы которого использовались также в on-line режиме для визуального контроля за получаемой информацией.

Следует отметить, что высокое разрешение по времени ( 0,2 не.) позволило реализовать в двухмерном распределении по скоростям регистрируемых частиц разделение событий, относящихся к событиям "эффекта" и событиям "фона".

3. Разработан сценарий проведения эксперимента по поиску 77-мезонных ядер, по которому и была осуществлена настоящая работа

Эксперимент осуществлялся путем проведения измерений в следующих 3-х позициях: "калибровка", "фон" и "эффект + фон".

В позиции "калибровка" проводилось измерение выходов (7г+п) пар, возникающих в известном процессе фоторождения (7г+тг)-пар на ядрах мишени. Выбирались позиции для 7Г+ и n-спектрометров, которые соответствовали кинематике фоторождения 7г+-мезонов на протонах ядра-мишени:

7 + р -> 7г+ + щ < 0Ж >=< 0П >= 50°; Еутах = 650 МэВ

Этот процесс использовался в качестве калибровочного процесса как для окончательной настройки спектрометрической установки, так и для отработки процедуры расчета дифференциального сечения фоторождения 77-мезонных ядер.

В позиции "фон" спектрометры выводились из зоны коррелированной кинематики 7р —> 7г+п процесса и располагались в позиции < >=< 0П >= 90° (по обе стороны от 7-пучка), которая соответствовала регистрации (7г+п)-событий от распада 511(1535) резонанса в 77-мезонном ядре, но энергия 7-квантов устанавливалась ниже порога рождения 77-мезона, т.е. Еутах = 650 МэВ. В этой позиции в основном регистрировался процесс двойного фоторождения 7Г-мезонов 7N —> ttttN и был возможен вклад случайных событий от других процессов. В этой позиции измерялся реальный фон, который впоследствии использовался при определении (вычислении) фона для позиции измерения (7г+п)-пар при Е-утах = 850 МэВ от процесса образования 77-мезонных ядер.

И наконец, в позиции "эффект + фон", в геометрии соответствующей регистрации фона, устанавливалась энергия 7-квантов Е1тах = 850 МэВ. При этой энергии было возможно фоторождение 77-мезонов и образование 77-мезонных ядер и, как следствие, регистрация коррелированных по углу разлета и по энергии компонент (7г+п) пар от распада 5ц(1535) резонанса внутри 77-мезонного ядра.

Следует отметить, что такой сценарий проведения эксперимента по поиску 77-мезонных ядер оказался возможен только для процессов фоторождения, только при использовании пучков 7-квантов. Только для процессов фоторождения возможна двухчастичная достаточно жесткая кинематическая связь продуктов реакции и это обстоятельство оказалось чрезвычайно полезным в настоящем эксперименте.

4. Проанализированы фоновые условия проведения экспериментов по поиску 77- мезонных ядер на адронных и 7-пучках и показано, что использование 7-пучков оказывается более благоприятным для проведения исследований 77-мезонных ядер.

Использование процессов фоторождения благоприятно не только с позиций двухчастичной кинематики, но также и с точки зрения фоновых условий проведения эксперимента. Известно, что при взаимодействии адронов с ядрами в результате неупругих взаимодействий возникает большое количество вторичных частиц (7г+-мезонов, протонов, нейтронов, дейтонов), которые имеют широкое угловое и импульсное распределение. Кратность возникновения адронов в неупругом рА взаимодействии достигает 3 -М при импульсе р — (2 -S-4) ГэВ/с. Сечение неупругого взаимодействия достигает значения <Jt(pÄ) ~ 250 мбн и это обстоятельство создает очень большие фоновые загрузки практически для всех углов регистрации.

В то же время процессы фоторождения 7г и 77 - мезонов характеризуются сильной направленностью вперед и жесткой кинематикой и обладают малой множественностью. Это отличие фотопроцессов от адронных взаимодействий оказалось благоприятным для возможности выделения фотопроцесса с малым сечением (о* ~ 1 мкбн) на фоне адронных процессов с большим сечением (<Т(71Г) ~ 1 мбн).

Общий вывод из сравнений фото- и адронных процессов в исследовании 77-мезонных ядер состоит в преимуществе использования 7-пучков в этих исследованиях.

Возможно это является причиной того, что до сих пор отсутсвуюг данные об образование 77-мезонных ядер в адронных процессах.

5. Разработан пакет программ мат. обеспечения работы установки и обработки результатов эксперимента.Использование двухмерного анализа-событий по времени позволило разделить события "эффекта" и "фона" и тем самым выделить "эффект" из большого интегрального числа фоновых событий.

Суммируя все вышеотмеченные методические решения, можно сделать общий вывод о том, что именно эти решения позволили выделить и измерить процесс фоторождения т] - мезонных ядер, характеризующийся очень малым сечением, т.е. обеспечить успех эксперимента.