DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций


ФРАГМЕНТАЦИЯ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЯДЕР 16O, 22Ne, 32S И 208Pb В ДИАПАЗОНЕ ЭНЕРГИЙ 3,7–200 А ГэВ В ЯДЕРНЫХ ФОТОЭМУЛЬСИЯХ

Левицкая Ольга Васильевна, 17.02.2010

 

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

им. Б.П. КОНСТАНТИНОВА

На правах рукописи

УДК 539.171.017

ЛЕВИЦКАЯ Ольга Васильевна

ФРАГМЕНТАЦИЯ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЯДЕР 16O, 22Ne, 32S И 208Pb В ДИАПАЗОНЕ ЭНЕРГИЙ 3,7–200 А ГэВ

В ЯДЕРНЫХ ФОТОЭМУЛЬСИЯХ

01.04.16 – физика атомного ядра и элементарных частиц

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата физико-математических наук

Работа выполнена в Отделении физики высоких энергий

Петербургского института ядерной физики

им. Б.П. Константинова РАН

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук,

профессор – А.Б. Курепин,

кандидат физико-математических наук,

старший научный сотрудник – В.П. Кондратьев.

Ведущая организация – Физический

Лебедева РАН.

Защита состоится ”……” ………… 2007 года в .................часов на заседании диссертационного совета Д 002.115.01 при Петербургском институте ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН по адресу:

188300, г. Гатчина Ленинградской области, Орлова роща.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПИЯФ РАН.

Автореферат разослан ”……” ………. … 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета И.А. Митропольский

Общая характеристика работы

Актуальность работы

Диссертация посвящена изучению механизма фрагментации релятивистских ядер различной массы (16O, 22Ne, 32S и 208Pb) в широком диапазоне энергий (от ? 3,7 до 200 ГэВ/нуклон) при их неупругих взаимодействиях с ядрами в фотоэмульсии. Исследование механизма фрагментации релятивистских ядер наряду с поисками кварк-глюонной плазмы – одна из центральных проблем физики ядро-ядерных взаимодействий при высоких энергиях. Целью работы является установление общих закономерностей процесса фрагментации легких и тяжелых ядер, которые необходимы для понимания механизма ядро-ядерных взаимодействий (определения доминирующего механизма и вклада других возможных каналов фрагментации, таких как электромагнитная диссоциация, образование префрагментов, распад нестабильных промежуточных ядер, взаимодействие в конечном состоянии), его связи с процессами деления ядер и множественного рождения частиц. В первую очередь это относится к распределению поперечных импульсов фрагментов, которое является источником информации о структуре релятивистских ядер в условиях малых передаваемых импульсов.

Хотя спектр моделей, описывающих этот процесс, достаточно широк, в их основе лежат два альтернативных подхода. В первом, до сих пор встречающемся, фрагментация трактуется как распад возбужденных остаточных ядер и происходит после процесса множественного рождения частиц во второй медленной фазе ядро-ядерного взаимодействия. Во втором представление о механизме предельной фрагментации адронов при высоких энергиях распространено на релятивистские ядра. Т. е. фрагментация рассматривается как быстрый, холодный процесс освобождения виртуальных кластеров, существующих в релятивистском ядре еще до его взаимодействия с ядром-мишенью. После взаимодействия виртуальные кластеры, т. е. фрагменты, становятся реально наблюдаемыми с импульсами, близкими к тем, которые они имели в собственной системе фрагментирующего ядра. Распределение поперечных импульсов фрагментов описывается статистической моделью Гольдгабер–Фешбаха–Хуанга и определяется граничным импульсом Ферми исходного фрагментирующего ядра.

Виртуальные фрагменты можно рассматривать как квазичастицы, возникающие в результате самосогласованного движения нуклонов в ядре при нулевой температуре. Эта способность образовывать квазичастицы является общим свойством системы многих тел. Поэтому фрагментация как физический процесс представляет интерес и в связи с проблемой многочастичных

Среди виртуальных кластеров в ядрах могут существовать и нестабильные изотопы, такие как 5He, 5Li, 8Be. Вследствие этого часть двухзарядных фрагментов может образовываться, в частности, через распад 8Be ? 2(. Экспериментальное определение доли этого канала при фрагментации релятивистских ядер различной массы может оказаться полезным для уточнения существующих представлений о процессе нуклеосинтеза в гелиевых звездах. Знание фрагментационных характеристик релятивистских ядер при различных начальных энергиях необходимо и для решения ряда задач ядерной астрофизики.

В свете вышеизложенного результаты исследования фрагментации релятивистских ядер, проведенные в диссертации, существенны для понимания механизма ядро-ядерных взаимодействий при высоких энергиях, процессов кластеризации нуклонов в ядрах, квантовых эффектов в системе тождественных частиц, процесса нуклеосинтеза (как процесса, обратного фрагментации).

Научная новизна и практическая ценность работы

1. Разработан новый метод экспериментального определения зарядов легких фрагментов, основанный на измерении суммарной длины спектра сгустков.

2. Разработана методика измерения малых углов, позволяющая измерять парные углы в плоскости фотоэмульсии между легкими фрагментами свинца с энергией 160 А ГэВ порядка 0,1 – 0,5 мрад с точностью ? 0,01 мрад.

– проекция поперечного импульса фрагмента с массой F на плоскость эмульсии, А – массовое число первичного ядра) описываются нормальным распределением. Экспериментальные оценки стадартных отклонений ?0exp(y) с хорошей точностью совпадают со значениями ?0, определяемой его граничным импульсом Ферми, ранее измеренными в эксперименте по квазиупругому рассеянию электронов на ядрах и со значениями, вычисленными через радиусы ядер кислорода, неона и серы. Для ядра 16O (4,5 A ГэВ/c) оценка константы этого распределения (0exp(y) = 102,3 ( 1,2 МэВ/с, для ядра 22Ne (4,1 A ГэВ/c) (0exp(y) = 102,5 (2,5 МэВ/с, для ядра 32S (4,5 A ГэВ/c) (0exp(y) = 105,0 ( 1,3 МэВ/с, а для ядра 32S (200 А ГэВ/c) (0exp(y) = 102,9 ( 1,5 МэВ/с.

для фрагментов ядра 22Ne с различными зарядами описываются параболической зависимостью от F в соответствии со статистической моделью фрагментации Гольдгабер.

4. Экспериментальные распределения коэффициентов азимутальной асимметрии (?) и коллинеарности (?) для фрагментов вышеуказанных ядер согласуются с полученными в модели независимого испускания (МНИ).