На главную arrow Наука arrow Научные направления arrow Исследование образования мезонов, дейтронов и связанных пионных состояний в протон-ядерных
Исследование образования мезонов, дейтронов и связанных пионных состояний в протон-ядерных | Версия для печати |

      Работы по теме выполняются в рамках двух экспериментов: ДИРАК на ускорителе PS в ЦЕРН и ANKE на ускорителе COSY в Юлихе (Германия).

    Целью эксперимента ДИРАК является измерение времени жизни связанных атомоподобных состояний + и - мезонов. Время жизни +-- атома точным соотношением связано с квадратом разности S-волновых длин -рассеяния (a0-a2)2, которая с высокой точностью вычисляется в рамках киральной теории возмущений. В эксперименте ДИРАК длины рассеяния могут быть получены модельно- независимым способом, что привлекает к нему внимание теоретиков. Измерение времени жизни +- - атомов позволит на опыте определить разность длин -рассеяния и тем самым выполнить проверку теоретических предсказаний.

   

Эксперимент осуществляется международной коллаборацией ДИРАК, включающей институты России, ряда европейских стран и Японии. Сотрудники НИИЯФ МГУ являются ответственными за системы выработки триггера и сбора данных, а также занимают ведущие позиции в обработке и анализе информации.

В 2004 году опубликованы первые физические результаты: на части данных, полученных с использованием мишени из Ni, выделено более 5000 +- пар от развала пионных атомов. Такая большая статистика получена впервые. Дальнейший анализ этой части информации позволит определить время жизни атомов со статистической точностью 15%. Обработка всех накопленных данных позволит улучшить точность до 10%, что и было заявлено в качестве цели эксперимента. Коллаборация подготовила проект развития эксперимента ДИРАК, которым предусматривается зарегистрировать K атомы и измерить их время жизни. Таким образом могут быть получены сведения о длинах K рассеяния.

Одновременно будет увеличена точность времени жизни пионных атомов. Проект одобрен научным комитетом SPSC и дирекцией ЦЕРН и должен быть осуществлен до конца 2008 года. На спектрометре ANKE на ускорителе COSY в Юлихе продолжены исследования реакции развала дейтрона протоном p+d  p+p+n при высоких передачах импульса. Этот процесс позволяет получить сведения для решения фундаментальных проблем ядерной физики: изучения NN-взаимодействия и структуры легчайших ядер на коротких расстояниях и больших относительных импульсах. Измерения развала дейтрона проводятся, в частности, с использованием поляризованного пучка протонов.

Измерена векторная анализирующая способность Aу реакции при энергиях поляризованного пучка 0,5 и 0,8 ГэВ. Впервые экспериментально продемонстрировано преобладание S-состояния в быстрой дипротонной паре. Теоретическая модель хорошо описывает анализирующую способность при 0,8 ГэВ и величину полученных ранее в этом же эксперименте неполяризованных сечений, однако неспособна воспроизвести угловую зависимость Aу при энергии 0,5 ГэВ. В связи с экспериментами по изучению процессов образования и распада гиперядер в пучке релятивистских ионов, готовящимися для проведения на Нуклотроне ОИЯИ в Дубне, проведено теоретическое рассмотрение слабого безмезонного распада гиперядер и .

Показано, что относительные вероятности появления различных пар альфа-частиц, возникших при распаде указанных гиперядер, являются важным критерием при отборе правильной теоретической модели слабого индуцированного безмезонного распада лямбда-гиперонов ( ) в ядре.

Продолжено теоретическое исследование процессов радиационного захвата мюонов (РЗМ) сложными ядрами в частности, вычислены полные скорости обычного захвата мюонов (ОЗМ), инклюзивные спектры фотонов, испущенных в РЗМ, и скорости РЗМ ядрами 54,56Fe, 90Zr и 120 Mo. В отличие от большинства имеющихся в литературе расчетов РЗМ сложными ядрами в данной работе характеристики ядерных переходов, сопровождающих поглощение мюонов ядром, вычисляются на основе квазичастичного приближения случайных фаз, там самым при описании мю-захвата учитывается коллективная природа ядерного отклика, а сам процесс поглощения мюонов рассматривается как одна из ветвей изовекторных возбуждений в ядрах.

 В результате значительно повышается надежность теоретического анализа. Сравнение вычисленных скоростей ОЗМ и РЗМ с экспериментальными данными и с результатами расчетов в рамках модели релятивистского ферми-газа показало, что хотя учет коллективных возбуждений в атомных ядрах позволяет правильно описать полные скорости ОЗМ, для корректного воспроизведения скоростей РЗМ необходимо дальнейшее исследование амплитуды РЗМ протоном.


Продолжалась теоретическая работа по описанию процесса расщепления дейтрона протонами с образованием пары нейтрон-протон с малым относительным импульсом. Ранее при исследовании этой реакции использовался приближенный метод вычисления волновой функции нейтрон-протонной пары, так называемое приближение первой итерации, которое было проверено только для волновых функций связанных состояний, а в исследуемой реакции необходимы волновые функции непрерывного спектра. Основное внимание было сосредоточено на решении уравнения Бете-Солпитера в непрерывном спектре.

Для решения в континууме был развит новый метод, основанный на разложении волновых функций по гиперсферическим гармоникам. Этот метод был применен для не только для скалярных, но и спинорных частиц. Расчеты показали хорошую сходимость метода и быстрое достижение заданной точности. Оказалось также возможным проверить и точность приближения первой итерации.

В работе принимали участие: Доркин С.А., Куликов А.В., Леонтьев В.В., Тетерева Т.В., Трусов С.В., Язьков В.В., а также сотрудники других российских и зарубежных институтов, являющихся участниками коллабораций ДИРАК и ANKE.

Работа отражена в публикациях:
  •  Adeva B. et al. Detection of pi+pi- atoms with the DIRAC spectrometer at CERN. J.Phys.G:Nucl.Part.Phys. (2004) 1929-1946.
  •  Kulikov A., Zhabitsky M. Dead time losses and their measurement in DIRAC. NIM, A527 (2004) 591-597.
  •  Dymov S. et al. The forward detector of the ANKE spectrometer. Tracking system and its use in data analysis. Письма в ЭЧАЯ, т.1, №2[119] (2004) 40-53.

Руководитель темы А.В.Куликов
 
© 2021 MSU @ Dubna
MSU@Dubna