Kislorod yadrolarining protonlar bilan to'qnashuvida bir nuklonga 3,25 GeV/c impulsda to'plangan deytronlarning hosil bo'lishi Abstrak

EXPERIMENTAL MA'LUMOTLAR VA ULARNING MUHOKAMASI

1-rasmda har bir nuklonga 3,25 GeV/c impulsda ¹⁶Op to‘qnashuvlarida orqa yarim sharga ( ) chiqarilgan deytronlar uchun eksperimental o‘zgarmas kesma funksiya sifatida berilgan. kislorod yadrosining dam olish doirasidagi deytron kinetik energiyasi. 1-rasmdan ko'rinib turibdiki, deytronlar uchun o'zgarmas kesma spektrida spektrning xarakteri har xil bo'lgan ikkita mintaqa mavjud: bular tomoshabin mintaqasi . Tomoshabin mintaqasidagi zarrachalar spektrining harakati va uning kumulativ mintaqadagi xatti-harakati o'rtasidagi kuzatilgan farq keng tarqalgan haqiqatdir [7]. Kumulativ protonlar uchun spektrning qiyaligining o'zgarishi, masalan, [12, 13] da ko'rsatilgan. qiymati

1-rasm. Orqa yarim sharga chiqarilgan deytronlar uchun o‘zgarmas kesmalar ( ) sifatida ularning kinetik energiyasining kislorod yadrosining tinch doirasidagi ¹⁶Op o'zaro ta'sirida har bir nuklonga 3,25 GeV/c impulsda (yopiq doiralar).
To'g'ri chiziq funksiyasi bo'yicha yig'indisidagi eksperimental ma'lumotlarning yaqinlashuvidir.
kislorod yadrosining dam olish doirasi) 5 GeV/c (Tp ≈ 0,62 GeV) impulsda 4Nep o'zaro ta'sirida [14] hosil bo'lgan kümülatif deytronlar uchun T0 = 19 ± 1 MeV qiymatidan va qiymatidan katta ekanligi isbotlandi. 8,6 GeV/c (Tp ≈ 1,4 GeV) impulsda 4Nep oʻzaro taʼsirida [15, 16] kümülatif deytronlar uchun T0 = 17 ± 1 MeV. Bu natija ajablanarli emas va birlamchi energiya kamayishi bilan T0 parametrining pasayishiga umumiy tendentsiyaga mos keladi, bu Leksin tomonidan tuzilgan cheklovchi-parchalanish (yadroviy masshtablash) gipotezasiga to'liq mos keladi [7, 14]. A = 3 kümülatif yadro (T0 = 17 ± 1 MeV [6]) va 4Ne kumulyativ yadrolar (T0 = 12,2 ± 0,5 MeV [5]) uchun T0 qiymatlariga nisbatan kümülatif deytronlar uchun T0 parametrining kattaroq qiymati Har bir nuklonga 3,25 GeV/c impulsdagi 16Op to'qnashuvlari quyidagi ma'lum qonuniyatga mos keladi [7, 14]: T0 parametri yadro massasining ko'payishi bilan kamayadi. f = A0 exp(−T/T0) funksiyasi boʻyicha f(T) kümülatif-deytron spektrining yetarli darajada aniq tavsiflanmaganligi (1-rasmga va 1-jadvaldagi ch2 qiymatlariga qarang) katta hajmda namoyon boʻladigan tartibsizlik bilan bogʻliq. T ≈ 70−90 MeV mintaqasidagi o'rnatilgan egri chiziqdan f(T) yig'ilgan deytron spektrining ortiqcha. Bu tartibsizlik 16Op to‘qnashuvlarida kislorod yadrosining dam olish doirasidagi orqa yarim sharga (palab > 90◦) chiqarilgan deytronlarning impuls taqsimotining P ≈ 0,52−0,62 GeV/c mintaqasida ko‘proq namoyon bo‘ladi. Nuklon uchun / c (2-rasmga qarang). Ilgari, T ≈ 70−90 MeV [17] mintaqasida aniq yelkada namoyon bo'lgan tartibsizlik 16Op to'qnashuvlarida 3,25 impulsda kislorod yadrosining dam olish doirasidagi barcha deytronlarning eksperimental kinetik-energiya taqsimotida kuzatilgan edi. Nuklon uchun GeV/c, lekin kaskad-bug'lanish modeli [18] asosida olingan deytron taqsimotida bu tartibsizlik yo'q edi. Qizig'i shundaki, deytron spektridagi rezonansga o'xshash tartibsizlik topologiyalarda aniq ajratilishi mumkin, bunda ko'paytiriladigan zaryadlangan bo'laklarning umumiy zaryadi (Z 2) hodisada s ∑Zf = 5−6 bo'lgan. Buning sababi shundaki, birlamchi yadroning faqat bir yoki ikkita alfa-zarracha klasterlari parchalanadigan topologiyalarda kaskad jarayonining rivojlanishida kuchli cheklovlar mavjud; shuning uchun birlamchi to'qnashuvda hosil bo'lgan deytron va protonlarning kinematik xususiyatlari kichikroq darajada o'zgaradi. Pion massasining yarmiga yaqin bo'lgan T ≈ 70−80 MeV energiya diapazonidagi qiymatlarda deytron spektrida rezonansga o'xshash tepalik kuzatildi [17].

]. Ushbu tahlil natijalaridan shunday xulosa qilish mumkinki, bu tartibsizlikning shakllanishi <<4He>> + p → 2H + X jarayoni bilan bog'liq bo'lib, unda alfa-zarrachalar klasteri sekin pionni yutib, yadroda parchalanadi. . Shuni ta'kidlash kerakki, alfa-zarrachalar klasteri tomonidan sekin-pionni yutish mexanizmining deytron hosil bo'lishiga katta hissa qo'shganligini ko'rsatadigan ma'lumotlar ilgari [19] da birlamchi 4He impuls yadrolari tomonidan induktsiya qilingan 4Hep → 2Hppn reaktsiyasini tahlil qilish natijasida olingan. 8,6 GeV/c. Xuddi shunday tartibsizlik avvalroq [20] da 16Op toʻqnashuvlarda hosil boʻlgan protonlarning energiya spektrida nuklon uchun 3,25 GeV/c impulsda kuzatilgan edi. O'sha tadqiqotda kislorod yadrosining dam olish doirasidagi T ≈ 70−90 MeV mintaqasidagi protonlarning energiya spektrida kuzatilgan anomaliyalar <<2H>> + p → N + N jarayoni bilan bog'liqligi ko'rsatilgan. yadrodagi kvazdeuteron juft nuklonlar tomonidan sekin-pion yutilishi. Yuqorida aytilganlardan kelib chiqqan holda, T ≈ 70−90 MeV diapazonida f(T) yig'ilgan deytron spektrida (1-rasm) va P diapazonida to'plangan deytronlarning impuls taqsimotida kuzatiladigan anomaliyalar, deb taxmin qilish tabiiydir. ≈ 0,52−0,62 GeV/c (2-rasm) yadrolardagi sekin pionlarni yutish natijasida alfa-zarrachalar klasterlarining parchalanishi jarayonlariga bog‘liq. Ushbu jarayonlarning T > 40 MeV (P > 389 MeV/c) kümülatif deytronlarini ishlab chiqarishga qo'shgan hissasini aniqlash uchun quyidagi protseduralar bajarildi. P > 389 MeV/c (T > 40 MeV) kümülatif deytronlarning impuls taqsimoti 500 > + p →2 Hcum + X jarayonlari tufayli yuzaga kelgan degan faraz ostida, bu jarayonlarning momentlari P = 389−682 MeV/c (T) oralig'ida bo'lgan kümülatif deytronlarni ishlab chiqarishga qo'shgan hissasi. = 40−120 MeV) nuklonga 3,25 GeV/c impulsda 16Op to'qnashuvlarda kislorod yadrosining dam olish doirasidagi munosabat asosida hisoblab chiqilgan.

(1) bu erda W - <<4He>> + p → 2Hcum + X reaksiyasida hosil bo'lgan yig'ilgan deytronlarning ulushi; dNd/dP - deytronlarning eksperimental impuls taqsimoti, 2-rasmda ko'rsatilgan; va b(P) = A0 exp(−B0P2) fon taqsimoti, uning parametrlari A0 va B0 2-jadvaldagi qiymatlarni oladi (2-rasmdagi qattiq egri chiziq).
Shu tarzda hisoblangan W qiymati (31 ± 6)% ekanligini isbotladi. W uchun olingan qiymatdan foydalanib, <<4He>> + p → 2Hcum + X reaktsiyasida kümülatif deytron hosil bo'lishi uchun inklyuziv kesmani osongina aniqlash mumkin.

Bu erda = 1,02 ± 0,02 - ularning hosil bo'lishi bilan bog'liq hodisalarda yig'ilgan deytronlarning o'rtacha ko'pligi, Ncum = 121 - T = 40−120 kinetik-energiya diapazonida yig'ilgan deytronlarning hosil bo'lishi bilan bog'liq hodisalarning umumiy soni Kislorod yadrosining dam olish doirasidagi MeV, sn(16Op) = 334 ± 6 mb nuklonga 3,25 GeV/c impulsdagi 16Op to‘qnashuvlar uchun elastik bo‘lmagan kesma [11] va Nin(16Op) = 7961 noelastik 16Op hodisalarining umumiy soni. Alfa-zarrachalar klasteri tomonidan sekin-pion so'rilishi va uning parchalanishi kuzatiladigan jarayonlarda kümülatif deytron ishlab chiqarish uchun inklyuziv kesma uchun shu tarzda olingan qiymat 1,6 ± 0,3 mb ni tashkil etdi. Shuni ta'kidlash kerakki, kumulyativ proton ishlab chiqarishda yadrolardagi kvazdeuteron tizimlar tomonidan pion yutilishining muhim roli avvalroq [21, 22] da ko'rsatilgan. [21] ga koʻra, protonlarning taxminan uchdan bir qismi (33 ± 6)% nuklon-uglerod oʻzaro taʼsiridan kelib chiqqan birlamchi nuklon momentlari 4,2 va 10 GeV/c boʻlgan va momentda laboratoriya doirasidagi orqa yarim sharga oʻtadi. Pp = 0,25−0,75 GeV/c diapazoni nishon yadrodagi nuklonlarning kvazdeuteron juftlari tomonidan ikkilamchi pion yutilishining <<2H>> + p → p + N reaktsiyasida hosil bo'ladi. [22] mualliflari 300 GeV/c impulsda p20Ne oʻzaro taʼsiridan kelib chiqqan va Pp = 0.25−1.2 GeV/c momentida laboratoriya doirasidagi orqa yarim sharga oʻtuvchi protonlarning taxminan 25% mahsulot ekanligini koʻrsatdi. <<2H>> + p+ → p + p reaksiyada ikki nuklonli tizimlar tomonidan pionning yutilishi. Kuchli o'zaro ta'sirlarning zaryaddan mustaqilligi va yakuniy holatda neytron va proton ishlab chiqarishni o'z ichiga olgan kanallarni hisobga olgan holda, laboratoriyada orqaga yo'naltirilgan barcha protonlarning taxminan 37% ni tashkil qilishi mumkin degan xulosaga keldi [22]. <<2H>> + p → N + N reaktsiyalarida hosil bo'ladi. Shunga o'xshash xulosa [23, 24] da 5 GeV/c impulsdagi p-S o'zaro ta'sirlar uchun ham chiqarilgan.

Kumulyativ deytron hosil bo'lishi bilan bog'liq hodisalarning o'ziga xos xususiyatlarini ochib berish uchun biz ikkita hodisa guruhi uchun zaryadlangan bo'laklar va pionlarning o'rtacha ko'pligini taqqosladik: yig'ilgan deytron hosil bo'lishi bilan bog'liq yig'ilgan hodisalar deb ataladigan (alab > 90◦ va T uchun). > 40 MeV kislorod yadrosining dam olish doirasida) va kümülatif deytron bilan bog'liq bo'lmagan, balki bir yoki bir nechta kümülatif bo'lmagan deytronlarni ishlab chiqarishni o'z ichiga olgan kumulyativ bo'lmagan hodisalar. Ushbu ikki hodisa guruhidagi zaryadlangan bo'laklar va pionlarning o'rtacha ko'pligi 3-jadvalda keltirilgan. Ushbu jadvaldan ko'rinib turibdiki, protonlarning fragmentlar, A = 3 yadro va Z = 3−7 fragmentlar ko'rinishidagi o'rtacha ko'pligi kumulyativ va nokumulyativ hodisalarda. statistik xatolar doirasida rozi bo'ling. Biroq, 3-jadvaldagi ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, kümülatif hodisalardagi barcha deytronlarning o'rtacha ko'pligi kumulyativ bo'lmagan hodisalarga qaraganda sezilarli darajada yuqori ekanligini isbotladi. Shuni esda tutish kerakki, [25-34] da xabar qilingan dastlabki tadqiqotlarga ko'ra, kümülatif protonlarning emissiyasi bilan bog'liq o'zaro ta'sirlar barcha protonlarning ko'payishi bilan tavsiflanadi, kumulyativ pionlar bilan bog'liq hodisalar esa barcha pionlarning kuchaygan ko'pligi bilan tavsiflanadi. . Muallif tomonidan [5, 6] da e'lon qilingan so'nggi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, kümülatif 4Ne yadrolari va kümülatif A = 3 yadrolarini hosil qiluvchi o'zaro ta'sirlar mos ravishda barcha 4He yadrolari va A = 3 yadrolarining kuchaytirilgan ko'pligini keltirib chiqaradi. Hozirgi natijalar va [5, 6] da olingan natijalar shuni ko'rsatadiki, ilgari jamlangan adron ishlab chiqarish uchun kuzatilgan va darhol yuqorida aytib o'tilgan qonuniyat, ya'ni mos keladigan emissiyani o'z ichiga olgan o'zaro ta'sirlarda adronlarning o'rtacha ko'pligi kuchaygan.

kümülatif adronlar - engil yadro parchalarini yig'ish uchun ham amal qiladi [6]. [6] da taʼkidlanganidek, bu natijalar kümülatif adronlar va kumulyativ yengil yadro parchalarini ishlab chiqarish mexanizmlarida qandaydir umumiy universal xususiyat mavjudligini koʻrsatishi mumkin. 3-jadvaldan ko'rinib turibdiki, 4He yadrolari va pionlarining o'rtacha ko'pligi kümülatif bo'lmagan hodisalarga qaraganda sezilarli darajada past. Kumulyativ deytron hosil bo'lishi bilan bog'liq hodisalarda 4He yadrolari va pionlarning hosildorligining pasayishi, alfa-zarrachalar klasterlari parchalanadigan <<4He>> + p → 2Hcum + X jarayonlaridan ba'zi yig'ilgan deytronlar paydo bo'ladi degan taxminga to'liq mos keladi. sekin pionlarni so'rish. Kumulyativ hodisalarda 4He yadrolari va pionlarining oʻrtacha koʻpligining kamayishi faqat <<4He>> + p → 2Hcum + X jarayonlariga bogʻliq deb faraz qilsak va 3-jadvaldagi 4He yadrolari va pionlarining oʻrtacha koʻpaytmalaridan foydalanib, bu jarayonlarning kümülatif deytronlarni ishlab chiqarishga qo'shgan hissasi. Nuklonga 3,25 GeV/c impulsda 16Op to‘qnashuvlarida ularning to‘plangan deytronlar hosil bo‘lishiga qo‘shgan hissasi 4He yadrolarining o‘rtacha ko‘paytmalari qiymatlari yordamida va o‘rtacha bitta to‘plangan deytron mavjudligini hisobga olgan holda baholandi. munosabat yordamida bir yig‘ma hodisada hosil bo‘ladi

Bu yerda 2 = 0,91 ± 0,02 - kümülatif bo'lmagan hodisalarda 4He yadrolarining o'rtacha ko'pligi, 1 = 0,70 ± 0,06 - yig'indisi hodisalarda 4He yadrolarining o'rtacha ko'pligi (3-jadvalga qarang), va Ncum = 121 - yig'ilgan hodisalarning umumiy soni. Kumulyativ va kumulyativ bo'lmagan hodisalarda pionlarning o'rtacha ko'pligini qo'llagan holda, biz faqat zaryadlangan pionlarning <<4He>> + p → 2Hcum + X jarayonlariga qo'shgan hissasini hisobga olgan holda xuddi shunday baho olamiz,

Bu erda 2 = 0,89 ± 0,02 - kümülatif bo'lmagan hodisalarda zaryadlangan pionlarning o'rtacha ko'pligi va 1 = 0,66 ± 0,05 - yig'ilgan hodisalarda zaryadlangan pionlarning o'rtacha ko'pligi (3-jadvalga qarang). ). Agar neytral pionlarning o'rtacha ko'pligi o'rtacha ko'paytmalarining yarmiga teng bo'lsa.

(4) ga nisbatan <<4He>> + p → 2Hcum + X jarayonlarining neytral pionlarni hisobga olgan holda hissasi quyidagicha baholanishi mumkin.

W1, W2 va W3 uchun shu tarzda olingan qiymatlar mos ravishda (21 ± 6)%, (23 ± 5)% va (34,5 ± 7,5)% ni tashkil qiladi; statistik xatolar ichida ular bir-biri bilan va (1) munosabat yordamida yig'indisi-deytron impuls taqsimotining tahlilidan <<4He>> + p → 2Hcum + X jarayonlarining hissasi uchun aniqlangan qiymatga mos keladi. W = (31 ± 6)%]. 4-jadvalda parchalar, kümülatif bo'lmagan 2N yadrolari, uch nuklonli fragmentlar, 4Ne yadrolar va qolgan qismida zaryadlangan pionlar ko'rinishida ko'rinadigan protonlarning emissiya burchagi , ko'ndalang momentum
va kinetik energiyasi ning o'rtacha qiymatlari keltirilgan. Kümülatif va nokumulyativ hodisalarda kislorod yadrosining ramkasi. Ushbu jadvaldan ko'rinib turibdiki, statistik xatolar ichida parchalar ko'rinishida ko'rinadigan protonlarning emissiya burchaklari, ko'ndalang momentlari va kinetik energiyalarining o'rtacha qiymatlari, A = 3 yadro, 4 Ne yadro va yig'ilgan hodisalarda zaryadlangan pionlar mos keladi. ularning kümülatif bo'lmagan hodisalardagi hamkasblari. Kumulyativ bo'lmagan deytronlarning o'rtacha kinetik energiyasi kümülatif bo'lmagan hodisalarga qaraganda sezilarli darajada kichik ekanligini ham ko'rish mumkin. Shunisi qiziqki, [5] da kümülatif 4Ne yadrolari hosil boʻlishini oʻrganishga koʻra, kümülatif 4Ne yadrolari hosil boʻlishi bilan bogʻliq hodisalarda kümülatif boʻlmagan 4Ne yadrolari bizda mavjud boʻlganiga nisbatan sezilarli darajada past oʻrtacha kinetik energiya bilan tavsiflanadi. kümülatif bo'lmagan hodisalarda. 5-jadvalda kislorod yadrosining dam olish doirasidagi T > 40 MeV diapazonida kinetik energiyaga to'g'ri keladigan yig'ilgan deytronlarning emissiya burchagi, ko'ndalang momentum va kinetik energiyasining o'rtacha qiymatlari keltirilgan. Ushbu jadval kümülatif deytronlarning o'rtacha kinetik energiyasi = 72 ± 3 MeV, pion massasining yarmiga yaqin ekanligini ko'rsatadi, bu yadrolardagi alfa-zarrachalar klasterlari tomonidan sekinlashtiruvchi yutilishning 16Op da kümülatif deytron hosil bo'lishiga sezilarli hissa qo'shganligini ko'rsatadi. to'qnashuvlar har bir nuklonga 3,25 GeV/c impulsda.