Кольцевые структуры в разлете вторичных частиц в ядерных взаимодействиях высоких энергий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.23, доктор физико-математических наук в форме науч. докл. Котельников, Константин Александрович
- Специальность ВАК РФ01.04.23
- Количество страниц 49
Оглавление диссертации доктор физико-математических наук в форме науч. докл. Котельников, Константин Александрович
I. Введение.
II. Изучение ядерных взаимодействий частиц космических лучей высоких энергий на установках с трековыми методами детектирования частиц. а) Высокогорные научные установки. б) Стратосферные решгек-эмульсионные камеры. в) Регистрация стратосферного события с кольцевой структурой в разлете вторичных частиц.
III. Экспериментальные исследрвания центральных столкновений тяжелых ионов с энергиями, максимально достижимыми на современных ускорителях. а) Организация эксперимента EMU-15 в CERN по изучению центральных Pb-Pb столкновений при энергии 32 ТэВ/ядро б) Эмульсионные магнитные камеры эксперимента EMU-15. ;. й установке
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Физика высоких энергий», 01.04.23 шифр ВАК
Особенности пространственных характеристик ядерных взаимодействий космических лучей сверхвысоких энергий2010 год, доктор физико-математических наук Манагадзе, Александр Константинович
Пространственно-энергетические характеристики ядерного взаимодействия при энергиях 1013 эВ и 1016 эВ, полученные в стратосферных экспериментах2007 год, кандидат физико-математических наук Оседло, Владислав Ильич
Трековые искровые камеры для изучения взаимодействий адронов космических лучей сверхвысоких энергий и исследования в области релятивистской ядерной физики с использованием стримерных камер в магнитных спектрометрах на синхрофазотроне1999 год, доктор физико-математических наук Нургожин, Ногербек Нурмуканович
Неупругие взаимодействия ядер золота с энергией в диапазоне 100-1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии2005 год, кандидат физико-математических наук Шабля, Егор Ярославович
Аномальные явления и флуктуации в процессах взаимодействия частиц и ядер при высоких и сверхвысоких энергиях2009 год, доктор физико-математических наук Лебедев, Игорь Александрович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кольцевые структуры в разлете вторичных частиц в ядерных взаимодействиях высоких энергий»
Актуальность работы. Работа посвящена экспериментальному исследованию трековой методикой ядерных взаимодействий частиц высоких энергий в космических лучах и на современных ускорителях- актуальной проблеме физики высоких энергий и элементарных частиц.
Трудно переоценить роль трековых методов регистрации заряженных частиц, которую эти методы сыграли как при открытии самого процесса множественной генерации частиц при столкновениях адронов достаточно высоких энергий, так и при проведении многочисленных исследований этого процесса. По мере развития методов экспериментальной ядерной физики и строительства ускорителей трековая методика, которая вначале была представлена практически только толстослойными ядерными фотоэмульсиями и камерами Вильсона, пополнялась новыми экспериментальными методиками такими, как пузырьковые камеры, искровые и стримерные камеры, стриповые детекторы, фотоэмульсионные трекеры и т.п. Однако при проведении исследований ядерных взаимодействий частиц космических лучей выбор трековых методик ограничен по ряду причин, обусловленных спецификой космического излучения: малыми интенсивнобтями частиц высоких энергий, широким угловым распределением падающих на установку адронов , сложным составом излучения и т.д.
Цель работы состояла в изучении трековой методикой характеристик вторичных заряженных частиц, генерированных в ядерных взаимодействиях адронов космических лучей высоких энергий и в центральных Pb-Pb столкновениях на ускорителе SPS в CERN.
В работе приведены результаты анализа экспериментальных данных по ядерным взаимодействиям высоких энергий, полученных при помощи различных трековых методик. Данные были получены в космических лучах на двух установках Тянь-Шаньской высокогорной научной станции (ТШВНС) Физического института им.П.Н.Лебедева РАН [12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,28], при проведении исследований в стратосфере
26,27,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,40,48,50], а также в эксперименте EMU-15 на ускорителе SPS в CERN [47,51,52,53,54,56,57,58].
Экспериментальные данные на ТШВНС были получены при помощи уникальной по своим размерам и по точности измерений большой камеры Вильсона, помещенной в магнитное поле, а также на установке, в которой в качестве трекового детектора использовалась двухзазорная искровая камера площадью 6 м2 [28]. После перехода к стратосферным исследованиям ядерных взаимодействий первичных частиц космических лучей были разработаны полетные варианты эмульсионных трекеров [26, 27, 29], экспозиция которых проводилась на высоте 30 км во время полетов аэростатов по уникальной по протяженности трассе с п-ва Камчатка до р. Волга. К наиболее важным экспериментальным результатам, полученным при помощи эмульсионных аэростатных трекеров, относятся регистрация 22 ядерных взаимодействий частиц первичных космических дучей с энергиями выше 20 ТэВ и регистрация уникального события ядерного взаимодействия первичной частицы космического излучения с энергией около 1016 эВ, которое произошло в воздухе высоко над стратосферной рентген-эмульсионной камерой [30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,45,46,48,49].
Научная новизна работы состоит в обнаружении кольцевых структур в распределениях частиц на мишенных диаграммах ядерных взаимодействий с высокой множественностью вторичных частиц, в разработке и применении фотоэмульсионных трекеров в эксперименте EMU-15. в создании для обработки ядерных фотоэмульсий, рентгеновских пленок и пленочных твердотельных детекторов полностью автоматизированного измерительного комплекса -ПАВИКОМ.
При обработке и анализе уникального стратосферного события с первичной энергией порядка 1016 эВ была впервые обнаружена кольцевая структура разлета вторичных частиц [31]. Для более систематического изучения этого явления на большом статистическом материале, а также для поиска признаков возможного образования кварк-глюонной плазмы исследования ядерных взаимодействий трековой методикой были переведены в 1993 году на ускоритель SPS в CERN где к этому времени появилась возможность в лабораторных условиях изучать взаимодействия ядер свинца с энергией 32 ТэВ/ядро. Для этих исследований был организован эксперимент в CERN под кодовым названием EMU-15, в котором при помощи специально разработанных эмульсионных.трекеров проводилось изучение центральных РЬ-РЪ столкновений [47,50,51,52,53,54„56,57,58]. В этом эксперименте получила свое дальнейшее развитие методика эмульсионных трекеров, которая позволяла эффективно и с малыми аппаратурными искажениями регистрировать следы вторичных заряженных частиц в событиях с большой множественностью гь> 1000 частиц. Однако обработка такого большого числа следов в ядерных фотоэмульсиях представляет собою весьма длительный процесс. Даже использование в данном эксперименте полуавтомата АСНИ "МИКРОН" не обеспечило радикального ускорения процесса измерений. Поэтому к настоящему времени удалось провести обработку только 5 центральных столкновений ионов свинца с множественностью выше 1000 вторичных заряженных частиц в каждом событии. Анализ этого материала подтвердил полученный ранее по данным стратосферных исследований вывод о том, что в ядерных взаимодействиях высоких энергий наблюдаются коллективные эффекты, такие как кольцевые структуры и струи в разлете вторичных частиц.
Научная и практическая ценность работы.
Развитие трековых методов регистрации заряженных частиц, генерированных в ядерных взаимодействиях при высоких энергиях, обширный экспериментальный . материал по таким взаимодействиям, полученный с использованием таких методик на высокогорных научных установках, в экспериментах в стратосфере и в эксперименте EMU-15 в CERN, обработка и анализ экспериментальных данных-все это позволило обнаружить эффект многочастичных корреляций в ядерных взаимодействиях, который проявляется в виде кольцевой структуры в разлете вторичных частиц. Была создана экспериментальная основа для дальнейшего более детального изучения этого эффекта. Проведенный просмотр под микроскопом ядерных фотоайульсионньи. плевок эксперимента EMU-15 показал, что во всех 14 камерах зарегистрировано приблизительно 100 центральных РЪ-РЬ столкновений. При обработке этих событий предаолагается измерять не только углы вылета вторичных заряженных частиц, но также определять импульсы частиц по кривизне следов в поперечном магнитном поле, дли чего потребуется произвести более 106 измерений координат следов заряженных частиц в слоях ядерных фотоэмульсий. Для выполнения такого объема измерительных работ был создан полностью автоматизированный измерительный комплекс ПАВИКОМ www.lebedev.ru/structure/pavicom/index.htm), для которого в настоящее время разрабатывается специальное математическое обеспечение.
Таким образом автор выносит на защиту : а) результаты многолетних методических разработок трековых методов исследований ядерных взаимодействий при высоких энергиях; б) результаты физического анализа экспериментальных данных по ядерным взаимодействиям высокой энергии, полученных при помощи трековых методик в исследованиях космических лучей на высокогорных установках и в стратосфере, а также при помощи эмульсионных магнитных камер эксперимента EMU-15; в) наблюдение кольцевых структур в разлете вторичных частиц в ядерных взаимодействиях с большой множественностью. Впервые этот эффект наблюдался в стратосферном событии с энергией ~ 1016 эВ, а затем получил подтверждение при изучении центральных Pb-Pb столкновений в эксперименте EMU-15.
Апробация работы и публикации.
Результаты настоящей работы докладывались на Международных конференциях по космическим лучам ( 1959г., 1961 г., 1969 г., 1973 г., 1977 г., 1981 г., 1983 г., 1987 г., 1989 г., 1993 г., 1995 г., ) , на Всесоюзных конференциях по космическим лучам ( 1962 г., 1964 г., 1965 г., 1966 г., 1967 г., 1968 г., 1970 г., 1973 г., 1980 г., 1986 г., 1989 г., 1991 г., 1999 г. ), на международных семинарах и симпозиумах ( Лодзь-1980 г., Лодзь-1989 г., Дели-1991 г.), а также на сессиях ОЯФ РАН и семинарах лаборатории космических лучей ФИАН.
Основное содержание работы опубликовано в 58 научных статьях, список которых приводится в конце автореферата.
Вклад автора в настоящую работу определяется его лидирующим участием в подготовке научных проектов экспериментов; в разработке новых экспериментальных методов исследований ядерных взаимодействий при высоких энергиях; в создании экспериментальных установок и получении иа них первичных данных; в обработке и анализе экспериментального материала. Работа автора в должности начальника ТШВНС ( 4 года ), а затем в должности начальника Вольской экспедиционной базы, которая обеспечивала полеты аэростатов для всех научных институтов страны (И лет ), помогала эффективно проводить исследования с космическими лучами; при проведении работ в CERN автор был руководителем эксперимента EMU-15.
II. Изучение ядерных взаимодействий частиц космических лучей высоких энергий на установках с трековыми методами детектирования частиц. а) Высокогорные научные установки.
Большой опыт работы с помещенными в магнитное поле камерами Вильсона, управляемыми сигналами от ионизационного калориметра [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11], позволил группе физиков Лаборатории космических лучей ФИАН под руководством Добротина H.A. и Славатинского С.А. разработать, смонтировать и запустить на Тянь-Шаньской высокогорной научной станции ФИАН крупномасштабную установку для исследования ядерных взаимодействий при энергиях 100-1000 ГэВ [12, 13, 17,18]. Установка, схематичный разрез которой показан на Рис.1, состояла из электромагнита СП-76, трех больших камер Вильсона (1-1), (1-4), (1-5) и ионизационного калориметра (1-6). Средняя камера Вильсона (14) имела размеры чувствительной области 1050*700*350 мм3 и была помещена в поперечное магнитное поле напряженностью В = 5 кГс. Система демпфирования поршня при расширении объема этой камеры, стабильный температурный режим го установки, исключающий возникновение конвекционных потоков в газе кШеры, фотограмметрическая оптика регистраторов и т.д. позволяли определять импульсы заряженных частиц с точностью, которая определялась максимально измеримым импульсом 25 ГэВ/с.
Между верхней камерой Вильсона (1-1) и камерой, помещенной в магнитное поле (1-4), располагалась мишень из легкого вещества LiH, толщиной 0.1 "К {}. -пробег дня ядерного взаимодействия протонов ).
Под камерами располагался ионизационный калориметр (1-6), в котором в качестве поглотителя использовалось железо. Общая толщина поглотителя была равна 1040 г/см2, что составляет приблизительно 8 Хкиим. Точность определения энергии первичных частиц, испытавших взаимодействие в мишени, составляла приблизительно 20%.
Таким образом для каждого неупругого взаимодействия частицы космических лучей с легкими ядрами вещества мишени 1дН, зарегистрированного установкой, измерялись: а) углы вылета и импульсы вторичных заряженных частиц при обработке стереофотографий следов частиц в камерах Вильсона; б) энергии первичных частиц по энерговыделению б ионизационном калориметре.
Однако высокие темпы развития техники ускорения частиц привели к тому, что уже к концу 60-х годов ядерно-физические исследования в области энергий до 1000 ГэВ из области космических лучей почти полностью переместились на ускорители. Поэтому на ТШВНС изучение трековыми методами элементарных актов взаимодействий адронов было продолжено в области энергий, на порядок более высокой, т.е. исследовались события с энергией первичных частиц выше 1013 эВ [23,24,25,28] на так называемой "промежуточной" установке. На этой установке камеры Вильсона были заменены светосильной двухзазорной искровой камерой площадью 6 м2 [28], которая располагалась непосредственно над ионизационным калориметром, как это схематично показано на Рис.2. Переход к методике уникальной по своим размерам искровой камеры потребовал разработки и создания системы газовой очистки с использованием криогенной техники в высокогорных условиях; создания быстрого триггера, для которого были разработаны и изготовлены жидкостные сцинтилляционные детекторы большой площади [25]; изготовления фотограмметрических фоторегистраторов с большой глубиной резкости и т.д. В качестве иллюстрации работы двухзазорной искровой камеры на Рис.3, приведена фотография следов вторичных частиц одного из зарегистрированных ядерных взаимодействий высокой энергии.
Экспериментальный материал по ядерным взаимодействиям при энергиях в сотни ГэВ, полученный на установке с камерой Вильсона, помещенной в магнитное поле, был опубликован в сборнике Труды Физического института им. П.Н.Лебедева РАН № 49 в 1968 [15], а основные физические результаты анализа материала, полученного на установке с камерами Вильсона и на "промежуточной" установке, обсуждались на международных и всесоюзных конференциях по космическим лучам и были опубликованы ( см. [14,16,19,20,21,22,23,24]), Наиболее важными физическими результатами этих исследований являются следующие выводы, полученные при анализе экспериментального материала.
1 .Коэффициент неупругости К ядерно-активных частиц космических лучей, в основном протонов, в области энергий 100-1000 ГэВ имеет значение К =0.41 + 0.04 и в пределах ошибок остается постоянным в указанном диапазоне первичных энергий.
2.Распределение вторичных заряженных частиц по величинам импульсов в системе центра масс возбужденной ядерной материи аппроксимируется функцией Планка с температурой излучения Т « 0.85 щ, с2 ( средняя величина измеренных энергий частиц < Е > = ( 0.48 ± 0.03) ГэВ.)
Кроме этих результатов, на высокогорных установках были измерены отношения интенсивностей заряженных и нейтральных ядерно-акшвных частиц в космических лучах на уровне гор, проведены прецизионные измерения ионизации заряженных частиц в газе камеры Вильсона, методические исследования работы ионизационного калориметра и другие экспериментальные исследования.
Однако чрезвычайно низкая интенсивность ядерной компоненты ■■ в космических лучах на уровне гор в области энергий выше 1013 эВ, сложный состав этой компоненты, наличие большого фона сопровождения, т.е. заряженных частиц малых энергий, которые падают на установку одновременно с адроном высокой энергии и которые затрудняют обработку материала - все это заставило заново проанализировать перспективы проведения трековой методикой исследований ядерных взаимодействий на ТШВНС. Вместе с тем в середине 70-х годов появилась возможность проводить изучение ядерных взаимодействий при помощи достаточно светосильных эмульсионных трекеров, поднимаемых в стратосферу на высоты 30 км при помощи автоматических аэростатов, что позволяло в значительной мере обойти перечисленные выше трудности исследований на высокогорных установках. б) Стратосферные рентген-эмульсионные камеры.
Экспериментальные исследования в стратосфере ядерных взаимодействий частиц первичных космических лучей методикой эмульсионных трекеров были начаты запуском в верхние слои атмосферы двух рентген-эмульсионных камер на высотных автоматических аэростатах [26,27]. Запуск этих камер в стратосферу был произведен в 1975 году с полигона п-ва Камчатка; полет аэростатов проходил на высотах ~ 30 км по уникальной по протяженности трассе п-в Камчатка -р. Волга; длительность полета ~ 150 часов. Каждая камера весила около 300 кГ и состояла из большого числа тонких пластин вещества, проложенных тонкослойными ядерными фотоэмульсиями и рентгеновскими пленками. Камеры после полета были подобраны, ядерные фотоэмульсии и рентгеновские пленки проявлены, качество зерен следов заряженных частиц в пленках ядерной фотоэмульсии и плотность зерен фона оказались удовлетворительными.
Несмотря на успешное завершение кампании 1975 года, последующие запуски аэростатов оказались не столь удачными и несколько полетов аэростатов оканчивались потерей научной аппаратуры. Анализ причин, которые приводили к таким потерям, показал, что аэростаты с оболочками 5ДД-0300, которые в выполненном состоянии имеют объем 110.000 м3 , не обеспечивают длительные полеты научной аппаратуры весом 300^500 кГ. Наиболее вероятной причиной неудач являлся эффект " вымораживания " оболочки при пролете аэростата над холодным Охотским морем в ночные часы. Поэтому специально для данных исследований была разработана комплектация высотных аэростатов, в которых применялись оболочки ВД-318с объемом 180.000 м3 и однокупольные парашютные системы с площадью поверхности 760м2. Принятые меры заметно увеличили надежность проведения длительных полетов в стратосфере научных установок весом я 500 кГ. Кроме таких усовершенствований, аэростаты были доукомплектованы зондами спутниковой спасательной системы KOCnAC-SARSAT, которые были специально модернизированы для работы в верхних слоях атмосферы. Установка таких зондов на аэростатах позволила следить за прохождением трассы полета, получать через спутниковую систему связи данные о состоянии аппаратуры, обеспечить более надежный подбор научных приборов после прекращения полета. Используя высотные автоматические аэростаты такой комплектации, в общей сложности вплоть до 1990 года были успешно проведены 11 полетов стратосферных рентген-эмульсионных камер [43,44,45], которые по конструкции и по методике эксперимента несущественно отличались от камер полетов 1975 года. В Таблице 1 приводится общая информация по всем проведенным полетам: число полетов; высота и суммарное время полетов; эффективный геометрический фактор всех рентген-эмульсионных камер; расчетное число ядерных взаимодействий в мишенных слоях камер первичных протонов с энергиями Ео > 100 ТэВ; число экспериментально зарегистрированных ядерных взаимодействий протонов первичного космического излучения с энергиями Ео> 100 ТэВ.
Таблица 1
Число Высота, Суммар- Эффектив- Расчетное число . ! Число зарегистполетов км ное ный взаимодействий рированных время геом.факгор, протонов с взаимодействий полетов, протонов ч. м2-ч-ст Ео> 100 ТэВ Ео> 100 ТэВ
11 30 1500 128 15 7
Общая статистика зарегистрированных событий составила 22 ядерных взаимодействия частиц первичных космических лучей с энергиями выше 20 ТэВ, В Таблице 2 приведены данные по этим событиям: тип взаимодействия; число вторичных заряженных частиц; число зарегистрированных гамма-квантов; суммарная энергия вторичных заряженных частиц ХЕ-щ^ж, определенная в предположении постоянства поперечного импульса; суммарная энергия гамма-квантов £Еу, измеренная по пятнам почернений в рентгеновских пленках гаммаблока камеры, и , наконец, энергия первичной частицы , которая определялась по формуле Ео= (Щвр,гж)/0.4 в тех случаях, когда первичная частица была протоном, и по формуле Ео= (ХЕЗЧИж)/0.6 - д ля первичных ядер.
Таблица 2 пл. № событ. Тип взаимсдейст Множественность Энергия, ТэВ заряж Ну З^Езаряж Щ, Ео
1 51150 р+С 105 74 175 30 440
2 62112 р+С 41 - 125 15 310
3 51087 Р+-С 47 48 45 25 110
4 62501 рк: 65 - 45 - 110
5 62504 а,р?+С .25 - 40 - 100
6 75102 а?+С 39 - 14 - 23
7 51133 ?+А1 69 50 410 110 -1000
8 62538 р+А1 63 - 30 - 75
9 11303 Р+ре 92 - 50 - 125
10 3102 р+Бе 125 - 30 - 75
11 11136 р -ИРе 72 - 27 - 75
12 1171 р+Бе 76 - 25 - 65
13 1143 р+Бе 68 - 10 - 25
14 3101 а+Ре 681 - 270 - 500
15 85102 а,р?+Ре 197 - 55 - 140
16 87111 а,р? +Ре 191 - 50 - 83
17 85101 >С,Ы,0 +Бе 282 - 10 - 20
18 85201 ~Са ( Бе 193 18 17 - 26
19 63988 а+ А&Вг 172 126 430 125 720
20 871427 С+Ре 438 - 18 - 30
21 871250 Са+^,Вг 271+фр. - 30 - 50
22 871101 р(а?)+Ре 191 - 60 - 100
При анализе экспериментальных данных по ядерным взаимодействиям, зарегистрированным при помощи стратосферных рентген-эмульсионных камер, определялись характеристики разлета вторичных частиц, которые позволяют исследовать механизмы образования возбужденной ядерной материи, адронизации этой материи и механизмы ее разлета. Так, например, в [42] было показано, что для столкновений ядер высоких энергий распределения вторичных заряженных частиц по величинам псевдобыстрот могут быть разделены на три области: центральную область и области фрагментации налетающего ядра и ядра мишени. Кроме этого, сами распределения по псевдобыстротам имеют узкие пики с большими по велтйине амплитудами, появление которых не удавалось объяснить только статистическими флуюгуациями. Проводилась оценка вероятности имитации этих узких пиков такими флузпуациями. Так, для события № 3101 ( Таблица 2 ) анализ методом фурье-разложения позволил получить вероятность такой имитации, которая оказалась равной приблизительно 4%. Для событий, приведенных в Таблице 2, определялись также размеры областей возбужденной ядерной материи, из которых происходили разлеты вторичных частиц. Радиусы этих областей определялись при помощи изучения Бозе-Эйнштейковских корреляций. Проведенный анализ показал, что вне пределов ошибок измерений для двух событий №3101 и №871427 размеры таких областей оказались больше, чем радиусы сталкивающихся ядер [48]. Этот результат может рассматриваться как указание на существование расширяющейся фазы кварк-глюонной плазмы.
К числу эффектов, которые при проведении данных исследований имели главным образом методическое значение, следует отнести наблюдение эффекта Чудакова для пучков ядерно-активных частиц [50]. Этот эффект проявился в том, что в ядерном взаимодействии частицы с энергией ~400 ТэВ на расстоянии ~ 1 мм от точки взаимодействия наблюдалась пониженная суммарная ионизация жгута следов заряженных пионов в ядерной фотоэмульсии. Этот эффект мог быть вызван сложением электрических полей пионов с зарядами разного знака, идущих в жгуте на расстояниях между частицами ~ 1 О^см.
Результаты анализа полученных экспериментальных данных докладывались на международных и всесоюзных конференциях по космическим лучам и были опубликованы в [27,30,31,32,33,34,35,36,37,39,40,41,42,43,45,46,48,49,50]. б) Регистрация стратосферного события с кольцевой структурой в разлете вторичных частиц.
В одной из камер полетов 1975 года было зарегистрировано взаимодействие частицы первичного космического излучения с энергией около 1016 эВ , которое произошло высоко в воздухе над установкой [30,31,33,34]. На Рис. 4 схематично показан разрез камеры, в которой было зарегистрировано это стратосферное событие. Камера состояла из трех частей: мишенного, пространственного и гамма -блоков.
Мишенные блоки камер содержали 100 пластин органического стекла, которые имели размеры 400x500 мм2 и толщину 1.5 мм. Пластины были проложены пленками ядерной фотоэмульсии типа Р-2Т-50 с толщиной эмульсионного слоя 50 микрон, политой на гибкую триацетатную основу, толщиной 200 микрон. Пространственные блоки камер состояли из 10 слоев оргстекла , толщиной 5 мм, проложенных также ядерной фотоэмульсией Р-2Т-50. Эти блоки установок представляли собой по конструкции типичные эмульсионные трекеры, т.е. многослойные системы, набранные из большого числа пластин вещества, проложенных тонкими пленками ядерной фотоэмульсии'. При экспонировании такого трекера в стратосфере частицы первичных космических лучей, а также большинство вторичных заряженных частиц, генерированных в ядерных взаимодействиях в веществе мишенного и пространственного блоков, пересекают слои ядерных фотоэмульсий под большими углами, образуя в этих слоях следы, длины которых составляют десятки микрон. Проолеживая такие следы во многих слоях эмульсии, можно восстановить картину разлета заряженных частиц в установке, определить точки взаимодействия первичных частиц, определить число и углы вылета вторичных заряженных частиц и так далее. Чрезвычайно высокое пространственное разрешение ядерной фотоэмульсии позволяет изучать при помощи таких трекеров ядерные взаимодействия практически с любой величиной множественности п«.
Такая конструкция трекера впервые была применена в нашей стране для изучения взаимодействий частиц первичных космических лучей высокой энергии с легкими ядрами атомов вещества мишени. Регистрация таких взаимодействий проводилась во время недельных по длительности экспозиций эмульсионных камер в стратосфере.
Гамма-блоки камер полетов 1975 года были набраны из 10 пластин свинца, каждая толщиной 5 мм , которые прокладавались двумя рентгеновскими пленками типа РТ-6М и одной пленкой ядерной фотоэмульсии типа Р-2Т-50. Такая конструкция гамма-блоков позволяла регистрировать электронно-фотонные каскады с пороговой энергией выше 2 ТэВ, определять энергии каскадов по пятнам почернения в рентгеновских пленках с точностью (10-20)%, а также использовать эти пятна почернения как целеуказание при поиске взаимодействий частиц космических лучей, которые произошли в мишенных слоях камеры.
В гамма-блоке одной из рентген-эмульсионных камер 1975 года была зарегистрирована группа каскадов, образованных вторичными частицами ядерного взаимодействия, которое произошло в воздухе высоко над камерой. Вторичные частицы при этом успели разойтись и в плоскости камеры каскады оказались распределенными на площади около 200 см2 . На Рис.5 приведена фотография центральной части этого семейства каскадов, полученная контактным методом с рентгеновской пленки гамма-блока камеры. На фотографии хорошо видны каскады, которые группируются парами и которые скорее всего были образованы гаммаквантами от распадов я0 -мезонов. В этом предположении можно оценить высоту Н точки образования стратосферного семейства каскадов, которая получилась равной приблизительно 100 м над установкой. Полное число зарегистрированных каскадов с энергией выше пороговой составило п = 107. Суммарная энергия вторичных частиц этого стратосферного семейства оказалась равной ЕЕ, £ 2 • 1015 эВ, что соответствует энергии первичной частицы порядка 1016 эВ. По различным оценкам вероятность регистрации такого события, учитывая суммарное время экспонирования всех камер данной работы в стратосфере за период 1975 -1990 гг., получилась крайне низко'й, равной приблизительно 3* 10"2.
Изучение корреляций в разлете вторичных частиц этого стратосферного семейства проводилось методом анализа особенностей в распределениях псевдобыстротных интервалов [31,33,34]. При проведении такого анализа для данного события строится семейство гистограмм распределения величин Д^, где Дк -длины псевдобыстротных интервалов, содержащих к частиц. На таких распределениях узкие струи или кольцевые распределения частиц будут образовывать пики, причем если в данном событии будет несколько близких по ширине струй или колец, то частицы этих структур окажутся в одном пике. Эта примечательная особенность распределений по псевдобыстротным интервалам была использована при анализе стратосферного семейства. Для каскадов семейства рассчитывались значения Дк по формуле:
Дк = Лмк-т1;= -1п(г;(к/2Н) 4 к(г;/2Н) 21п( г, / г;,к), (0 где тц= - 1п ( 6 ¡/ 2 ) - псевдобыстрота; ^ -расстояние от оси семейства ) -го каскада ; параметр к - определяет число каскадов, которые оказались в данном псевдобыстротном интервале Ак; Н - высота над установкой точки взаимодействия первичной частицы.
Как следует из анализа приведенных на Рис.6 гистограмм, полученных для различных величин к, в распределении при к = 14 определенно наблюдается пик при значении Д = 0,05. Этот пик образуют две группы частиц, которые на мишенной диаграмме семейства, приведенной на Рис.7, распределены в виде двух концентрических колец: внутреннее кольцо на рисунке выделено двумя штриховыми круговыми линиями, внешнее - двумя штрих-пунктирными линиями. Каскады обоих колец лежат в заштрихованных областях на Рис.8, на котором приведено распределение частиц стратосферного семейства по величинам tar¡ ( величины lnr¡ отличаются от соответствующих псевдобыстрот на постоянную величину 1п2Н ). Если принять, что внешнее кольцо образуется за счет частиц, вылетающих в системе центра масс (СЦМ) в заднюю полусферу с. таким же углом раствора, как внутреннее кольцо - в передней полусфере, то появляется возможность оценить энергию первичной частицы. Из симметрии колец в СЦМ величину лоренц-фактора этой системы можно определить по формуле:
Тс=(е1-в2Г1/2, (2) где ус - лоренц-фактор СЦМ, (Si и 02 - углы конусов частиц в лабораторной системе координат (ЛС). Эта углы определяются по радиусам колец, измеренных в плоскости мишенной диаграммы события, и известной высоте Н точки взаимодействия первичной частицы над установкой. Полученная таким методом величина первичной энергии Ео оказалась равной приблизительно 1016эВ. Это значение Ео не противоречит непосредственно измеренной в гамма-блоке рентген-эмульсионной камеры сумме энергий каскадов данного семейства £ Еу к 2'1015 эВ и согласуется с другими оценками энергии первичной частицы.
Как видно на Рис.8, основной вклад в. кольцевую структуру стратосферного семейства дают частицы из двух областей, которые в распределении по псевдобыстротам выделены штриховкой. Вероятность того, что зги пики появились в результате статистических флуктуации, не мала и составляет приблизительно 5 %. Поэтому крайне важно было провести анализ мировых данных и экспериментов, в которых исследовался этот сравнительно тонкий эффект многочастичной корреляции, трудно регистрируемой на большом фоне частиц множественной генерации.
Так, например, в работе N.Arata [1*] было зарегистрировано воздушное семейство, точка взаимодействия первичной частицы которого оказалась на небольшой высоте над установкой, что позволило получить распределение каскадов по величинам kiG¡. Распределение этих величин приведено на Рис.9, на котором стрелкой указана нижняя граница распределения, определяемая энергетическим порогом регистрации гамма-квантов. Распределение имеет пик при величине 1пв; — 6.8. Любезно предоставленные автором этой работы данные об азимутальных углах каскадов позволили построить мишенную диаграмму события, которая показана на Рис.10. На рисунке видно, что каскады, образующие пик в распределении по величинам lnGi, лежат в кольцевой области, которая на рисунке ограничена двумя штриховыми линиями. Второго симметричного в СЦМ кольца в данном собыгаи не видно скорее всего потому, что частицы, его составляющие, вылетали в заднюю полусферу и имели энергии ниже энергетического порога регистрации каскадов. Результаты этого анализа с указанием на то, что в данном событии наблюдается кольцевая структура в разлете вторичных частиц, были опубликованы в 1981 году в [34].
В 1987 году в работе коллаборации NA22 [2*] при изучении максимальной множественности в пространстве быстрот заряженных частиц, генерированных в тСр, К+р и рр столкновениях при энергии 250 ГэВ, было зарегистрировано одно событие (сечение 0.2 ¡ib ) с множественностью iy= 26, в котором наблюдается кольцевой характер разлета вторичных частиц. На Рис.11 и Рис. 12 приведены распределение частиц по быстротам и мишенная диаграмма этого события в координатах быстрота - азимутальный угол. Как видно на рисунке, 10 частиц из 26 вторичных заряженных частиц данного события лежат в интервале быстрот Дг] меньше, чем 0.1, т.е. плотность составляет приблизительно 100 частиц на единицу быстроты. По азимуту эти частицы распределены более или менее равномерно, образуя очень узкое кольцо на мишенной диаграмме. По оценкам авторов этой работы, вероятность появления такого кольца только за счет статистических флуктуаций не превышает величины Ю-3.
Руководитель фотоэмульсионной группы Лаборатории космических лучей ФИАН М.И.Третьякова в 1984 году в работе [3*] провела подробный анализ мишенной диаграммы ядерного взаимодействия типа 2+3+40р с энергией ~ 1013 эВ, зарегистрированного при экспонировании эмульсионной стопки в стратосфере. На мишенной диаграмме этого события, приведенной на Рис.13, наблюдается кольцевой характер в распределении вторичных заряженных частиц. Плотность в этих кольцах превышает 20 частиц на единицу быстротиого интервала. Автор работы приходит к выводу, что наблюдаемые кольца по величинам углов разлета в СЦМ соответствуют значениям, которые следуют из теоретической модели [5*] о когерентном механизме генерации адронов за счет ядерного аналога излучения Вавилова-Черенкова. Кольцевой характер разлета вторичных заряженных частиц, генерированных в ядерных взаимодействиях, наблюдается также и в других работах, выполненных при помощи методики толстослойных ядерных фотоэмульсий [ 9*].
В 1990 году в работе [4*] был проведен анализ экспериментальных данных по большому числу ядерных взаимодействий при энергии ~ 400 ГэВ, зарегистрированных в коллаборациях NA23, NA27 и камерной группе FNAL. На Рис.14 приведены распределения по величинам я относительно центра групп частиц, полученные экспериментально и расчетным путем методом Монте-Карло с использованием Лундовской модели. Максимум экспериментальной гистограммы оказался при значении | г) | = 0.3, а не вблизи нуля , как это следует из Лундовской модели. Величина максимума превышает четырехкратную статистическую ошибку и вероятность появления его за счет статистических флуктуации не превышает 0.01%. Этот результат определенно указывает на роль когерентных глюонов в ядерных взаимодействиях.
Таким образом в ядерной физике высоких энергий имеются определенные указания на наличие кольцевых структур в разлете вторичных частиц и впервые указание на такой эффект было получено при анализе стратосферного воздушного семейства каскадов, зарегистрированного рентген-эмульсионной камерой [31,33,34].
Однако чрезвычайно низкая интенсивность атомных ядер в космических лучах с энергией 100 - 1000 ТэВ ( в верхних слоях атмосферы суммарная интенсивность ядер первичных космических лучей, энергия которых превышает •100 ТэВ, составляет всего 3.6*10"9см"2с"1стер"1 ) не позволяет получать на современном уровне техники физического эксперимента достаточно хорршую статистику ядерных столкновений для изучения обсуждаемых проблем. Поэтому исследования центральных столкновений тяжелых атомных ядер были продолжены на ускорителе SPS в CERN'e, где в начале 90-х годов начали создаваться экспериментальные установки для проведения исследований взаимодействий ядер атомов свинца, ускоренных до энергии 32 ТэВ/ядро.
Ш. Экспериментальные исследования центральных столкновений тяжелых ионов с энергиями, максимально достижимыми на современных ускорителях а) Организация эксперимента EMU-15 в CERN'e по изучению центральных
Pb-Pb столкновений при энергии 32 ТэВ/ядро.
С целью поиска кольцевых структур и других особенностей в разлете вторичных заряженных частиц было решено выполнить экспериментальные исследования центральных столкновений ядер атомов свинца с энергиями 32 ТэВ/ядро. При этом мы опирались на богатый опыт работы со стратосферными эмульсионными трекерами и хорошо освоенную методику изучения ядерных взаимодействий с большой множественностью вторичных частиц. Для решения этой задачи в 1991 году в ФИАН был разработан и предложен Комитету SPS в CERN (Женева) проект эксперимента по изучению центральных РЬ - РЪ столкновений методом фотоэмульсионных камер, помещенных в магнитное поле [47,51]. После экспертного анализа проект эксперимента под кодовым названием EMU - 15 был принят Комитетом SPS для проведения его в CERN на пучке ионов свинца, ускоренных до энергий 158 А ГэВ. Руководителем эксперимента EMU - 15 стал К.А. Котельников, координатором - Н.Г. Полухина; участники эксперимента -только российские физики. б) Эмульсионные магнитные камеры эксперимента EMU-15.
На Рис. 15 схематично показана фотоэмульсионная камера эксперимента EMU - 15, которая при облучении ее пучком ионов РЬ располагалась в поперечном магнитном поле с величиной напряженности В= 1.8 Т. Как видно на Рис. 15, пучок ионов РЬ падал перпендикулярно на свинцовую мишень, толщиной 300 микрон, и на расположенные за мишенью 38 слоев тонкослойных ядерных фотоэмульсий, толщиной 50 микрон, политых на майларовую основу, толщиной 25 микрон. Эмульсионные слои устанавливались на определенных расстояниях по глубине камеры, толщина которой была равной 300 мм. Таким образом, в методическом отношении камеры эксперимента EMU - 15 представляли собой типичные трекеры, в которых по коротким отрезкам следов в большом числе тонких слоев эмульсии, расположенных друг относительно друга на сравнительно больших расстояниях, можно было с большой надежностью восстанавливать следы заряженных частиц в объеме камеры. Точность измерения координат. следов в плоскостях пленок приблизительно равна 1 микрону, что обеспечивает погрешность измерения импульсов вторичных заряженных частиц в поперечном магнитном поле В = 1.8 Т не хуже 15 % при толщине камеры 300 мм.
Облучение всех 14 камер эксперимента EMU - 15 на пучке ионов РЬ в CERN было проведено в двух сеансах экспозиций 1994 и 1996 гг. Суммарный поток ионов РЬ, пересекающих каждую камеру, составляет около 104 частиц; общее число зарегистрированных центральных РЬ - РЬ столкновений оказалось равным приблизительно 100. Критерии отбора центральных столкновений содержали только два требования: данное событие полагалось центральным, если множественность вторичных зарегистрированных частиц ns > 1000 и если среди вторичных заряженных частиц отсутствуют фрагменты с зарядом Z > 2. в) Обработка ядерных фотоэмульсий на полуавтоматической установке АСНИ "МИКРОН"
Обработка отобранных центральных взаимодействий проводилась на полуавтоматическом измерительном комплексе АСНИ "Микрон", созданном в ФИАН на базе микроскопа МПЭ - И производства JIOMO [ 38 ]. В процессе измерений на этом комплексе микроскопист наводил окулярный крест прибора на центр изображения зерна ядерной фотоэмульсии, принадлежащего данному следу, и нажимал кнопку на панели прибора. В результате, координаты следов вторичных заряженных частиц вводились в компьютер, и вся дальнейшая обработка первичных данных проводилась по специально разработанным компьютерным программам.
Однако практика измерений на полуавтомате АСНИ "Микрон" показала, что возможности этой системы оказались недостаточными для обработки материала эксперимента EMU - 15 . Так, например, для измерения следов частиц одного события в слое ядерной фотоэмульсии, ближайшем к свинцовой мишени, требовалось затратить около одного месяца визуального труда измерителя. Кроме того, оптический стол АСНИ "Микрон" с шаговыми двигателями и контроллером, который специально разрабатывался для данного полуавтомата в J10M0, по точностям перемещений и измерений координат не соответствовал своим паспортным данным ( 5х и 5у оказались равными нескольким микронам вместо 0,25 микрона). Поэтому при сведении результатов измерений следов на различных полях зрения микроскопа в единую систему координат необходимо было затрачивать больше труда и времени, поскольку требовались дополнительные контрольные измерения. Были и другие трудности, обусловленные большими ошибками, возникающими при перемещении стола АСНИ "Микрон".
Несмотря на эти трудности, была проведена обработка 5 центральных РЬ -РЬ столкновений по упрощенной программе (измерение координат следов проводилось только в двух ближайших к мишени слоях ядерной фотоэмульсии, без измерения импульсов частиц). На проведение этих измерений группа экспериментаторов потратила около двух лег работы. Для полной обработки на полуавтомате всего материала потребовалось бы еще несколько человеко-лет труда. Так, например, даже при упрощенной программе обработки, при которой измерялись бы только координаты начала и конца каждого следа в данном слое эмульсии, необходимо произвести не менее 106 отсчетов на полуавтомате, что пракгически представляет собою идеальную задачу, Поэтому в настоящее время создается полностью автоматизированная микроскопическая система под кодовым названием ПАВИКОМ, которая позволит полностью исключить применение визуального труда измерителей при обработке ядерных фотоэмульсий. Для ПАВИКОМ были приобретены две прецизионные механические системы: прецизионный стол фирмы MICOS и оптический стол фирмы Карл Цейсс. На этих приборах были установлены CCD камеры, которые позволяют получать оптические изображения картин в ядерных фотоэмульсиях и вводить эти изображения в компьютеры в оцифрованном виде. Использование библиотеки компьютерных программ CERN, а также специально разрабатываемое в настоящее время в ФИАН программное обеспечение на языке С++ дадут возможность в полностью автоматическом режиме проводить измерения в ядерных фотоэмульсиях, осуществлять поиск следов частиц и восстанавливать их пространственные положения в объеме камеры, определять их импульсы и т.д. Завершение разработки программного обеспечения для комплекса ПАВИКОМ позволит в полном объеме провести обработку первичного материала эксперимента EMU - 15 .
ТУ. Анализ экспериментального материала по центральным РЬ-РЬ столкновениям.
Используя результаты начального этапа обработки первичного материала, здесь проводится только предварительный анализ уже измеренных на полуавтомате пяти центральных РЬ-РЬ столкновений, зарегистрированных в одной из фотоэмульсионных камер эксперимента ЕМи-15. На Рис. 16 приведены мишенные диаграммы этих событий, а на Рис. 17 - соответствующие гистограммы распределения вторичных заряженных частиц в зависимости от их псевдобыстрот. Для анализа кольцевых структур в распределениях частиц на мишенных диаграммах был применен метод кольцевых шаблонов. При таком методе распознавания образов для каждого события строилось распределение числа частиц п^ , попадающих на кольцевые шаблоны с радиусами г, построенных на мишенных диаграммах соосно с центрами ливней. Полученные таким способом распределения приведены на Рис.18, на котором по оси абсцисс отложены радиусы колец в микронах, по оси ординат-Псц-,. При построении гистограмм изменение радиуса колец проводилось с шагом 3 микрона; ширина колец при этом сохранялась постоянной и равной 16 микронам.
Как видно на Рис.18, в 4 из 5 анализируемых центральных РЬ-РЬ столкновений имеются кольца, которые проявляются на кривых в виде пиков. Эти пики приведены на рисунке с ошибками, которые цревышают 2-кратные ошибки, обусловленные статистическими флуктуациями. Следует отметить, что метод кольцевых шаблонов обладает рядом недостатков (зависимость числа частиц в кольцах от радиусов самих колец, возможность поиска особенностей в разлете частиц только в широком конусе и т.д.). Тем не менее при помощи этого метода была проведена оценка вероятности имитации кольцевых структур статистическими флуктуациями. При такой оценке необходимо было учитывать также то обстоятельство, что измерялись события, в которых в ядерных фотоэмульсиях визуально наблюдались кольца в распределениях вторичных заряженных частиц. Поскольку все анализируемые ливни были зарегистрированы в одной эмульсионной камере, в которой было зафиксировано в общей сложности 10 центральных столкновений, то оценка вероятности имитации кольцевых структур статистическими флуктуациями можно провести по формуле (3)
Г« = С>4(1-а)6 , (3) где а « 0,066- вероятность флуктуации выйти за двукратную ошибку в каждом из 4 событий; С*0 - число возможных сочетаний таких ливней из общего числа 10 событий; Р*0- искомая величина вероятности, которая оказалась равной приблизительно 3-10"3. Такая небольшая величина вероятности имитации статистикой кольцевых структур, наряду с результатами работ [2*,3*,4*,6*,9*], определенно указывает на физическую природу изучаемого явления.
Кроме метода кольцевых шаблонов, для обоснования достоверности наблюдения кольцевых структур был применен активно развиваемый в последние годы так называемый метод вейвлет-анализа [52,53,54,58,6*,7*,8*]. При таком анализе центральных РЬ-РЪ столкновений исследуются коэффициенты вейвлет-разложения МУдоцг^г двумерного распределения вторичных заряженных частиц Д'З ,<р) по величинам полярных и азимутальных углов их вылета. Коэффициенты ^дадаг рассчитываются по формуле ¡/(9^(2^9-к1-2^2<р-к2)^<к1.<р , (4) где в 1 и да-полярные и азимутальные углы частиц 1 данного события; к 1 и кг определяют положения частиц, а 31 и ]г означают анализируемые шкалы вейвлет -разложения. Функция является анализирующим вейвлетом. Чем выше флуктуации плотности частиц в данной области, тем большие значения приобретают соответствующие вейвлет-коэффициенты.
Поскольку кольцевые структуры обусловлены проявлением коллективных эффектов в разлете частиц, при анализе событий использовались вейвлет-коэффициенты с большими значениями чтобы исключить фон мелкомасштабных флуктуации. На Рис.19 приведены в качестве примера распределения коэффициентов вейвлет-разложения для значений ] > 5 для двух РЬ-РЬ столкновений (события и *6). Коэффициенты показаны на рисунке в виде распределения плотности почернения в полярной системе координат псевдобыстрот и азимутальных углов. На Рис.19 определенно видны кольцевые структуры в распределениях коэффициентов вейвлет-разложения. Совершенно иной вид имеют распределения коэффициентов для искусственных ливней, рассчитанных методом Монте-Карло по модели FRITIOF и по варианту этой модели без учета каких-либо корреляций в разлете частиц. Методом двумерного вейвлет-разложения в общей сложности было проанализировано 200 искусственных ливней [58], и ни в одном из них не было обнаружено кольцевых структура (примеры картин распределений коэффициентов в таких ливнях приведены на Рис.20 и Рис.21). Результаты проведенного таким образом анализа позволяют количественно оценить вероятность имитации кольцевых структур статистическими флуктуациями в разлете вторичных частиц. Оказалось, что вероятность такой имитации равна приблизительно 1,6-10"3 , что хорошо согласуется с оценкой этой же величины, полученной методом кольцевых шаблонов.
Дальнейшие уточнения надежности выделения кольцевых структур, а также исследования характеристик таких структур, в частности, определение импульсов частиц, составляющих кольца, будут проведены после создания математического обеспечения ПАВИКОМ для полностью автоматизированного режима обработки ядерных фотоэмульсий эксперимента. EMU-15. Это позволит довести число измеренных и включенных в анализ событий приблизительно до 100 центральных Pb-Pb столкновений.
Y. Выводы
1.В работе приводятся результаты разработок и применений различных трековых методик, в том числе фотоэмульсионных трекеров, в экспериментальных исследованиях ядерных взаимодействий высоких энергий, проводимых на уровне гор, в стратосфере и в эксперименте EMU-15 на ускорителе SPS в CERN.
2. Для проведения длительных экспозиций эмульсионных трекеров в стратосфере при изучении ядерных взаимодействий частиц первичных космических лучей высоких энергий была освоена уникальная по протяженности трасса полетов высотных автоматических аэростатов с л-ва Камчатка до р. Волга с длительностью полета каждого трекера около одной недели на высотах » 30 км. В общей сложности было выполнено 11 успешных полетов аэростатов и было зарегистрировано в рентген-эмульсионных камерах 22 ядерных взаимодействия с энергиями первичных частиц > 20 ТэВ. Кроме мишенных событий, в одной из камер полетов 1975 года были зарегистрированы каскады воздушного семейства с энергией первичной частицы около 1016 эВ. Обработка и анализ этого события позволили впервые в ядерной физике высоких энергий получить указание о существовании кольцевых структур в разлете вторичных частиц.
3. Для анализа появления кольцевых структур в разлете вторичных частиц в центральных Pb-Pb столкновениях при энергии 32 ТэВ/ядро был организован эксперимент ФИАН EMU-15 в CERN. В рамках этого эксперимента в 1994 и в 1996 годах было проведено облучение 14 эмульсионных камер на пучке ускоренных ионов РЬ. К настоящему времени на полуавтомате АСНИ "МИКРОН" обработано 5 центральных Pb-Pb столкновений. Анализ этих событий и искусственных ливней показал, что вероятность имитации наблюдаемых кольцевых структур в разлете вторичных частиц статистическими флуктуациями не превышает 1,6-10"3. Таким образом само существование таких структур, как это следует из проведенного анализа экспериментальных результатов, не вызывает серьезных сомнений. ; Предложенное теоретическое объяснение механизма кольцевого характера разлета вторичных частиц [5*,6*] состоит в гипотезе о проявлении ядерного аналога эффекта Вавилова-Черенкова при излучении глюонов кварками, несущими цветовой заряд.
4. Для выполнения большого объема измерений при обработке ядерных эмульсий эксперимента EMU-15 был создан полностью автоматизированный измерительный комплекс ПАВИКОМ. Этот комплекс исключает применение крайне тяжелого визуального труда при обработке пленок фотоэмульсионных трекеров и твердотельных трековых детекторов и ускоряет процесс измерений по сравнению со скоростью обработки на полуавтоматах приблизительно в 1000 раз. Комплекс ПАВИКОМ имеет в настоящее время статус уникальной установки.
В заключение автор выражает глубокую благодарность академику Евгению
Львовичу Фейнбергу за руководство объединенным коллективом сотрудников ФИАН, участвовавших в эксперименте EMU-15, бывшему заведующему лабораторией космических лучей Николаю Алексеевичу Добротину, а также всем сотрудникам ФИАН, без участия которых не была бы возможна данная работа.
Литература
1.Биргер H.Г., Гусева В.В., Котельников К,А., Максименко В.М., Рябиков C.B., Славатинский С. А., Сташков Г.М. Анализ случаев генерации мезонов частицами космических лучей. 1956г., ЖЭТФ,31, 982-986
2. Емельянов Д.В.,Котельников К.А., Новиков А.Г., Славатинский С.А. Большие камеры Вильсона. 1958 г. Материалы совещания по камерам Вильсона, Дубна,!,100
3. Григоров Н.Л., Гусева В.В., Добротин H.A., Котельников К.А., Лебедев A.M., Мурзин B.C., Раппопорт И.Д., Рябиков C.B., Славатинский С.А. Изучение нуклон-нуклонных взаимодействий при энергиях ~ 2*1011 эВ., I960 г., 6a-ICRC Д.,140-153
4. Котельников К.А., Огурцов О.Ф., Хромых Н.Е. Применение альфа- препаратов плутония в ионизационном калориметре. 1961 г. ,ПТЭ, 6,126-127.
5. Гусева В.В, Добротин H.A., Котельников К.А., Лебедев А.М., Зелевинская Н.Г., Славатинский С.A.Experimental Data on Nucleon-Nucleon Interactions at the Energy of Hundreds of GeV and their Interpretation. 1961 г.,7th ICRC, 3,375-382
6. Добротин H.A., Гусева. B.B., Котельников K.A., Лебедев А.М., Рябиков C.B., Славатинский С.А., Зелевинская Н.Г.Experimental Data on Nucleon-Nucleon Interactions at Energies >100 GeV. 1962 г, Nucl-Phys, 35,152-164.
7. Гусева B.B., Добротин H.A., Зелевинская Н.Г., Котельников К.А.,. Лебедев А.М ,Славатинский С.А. Экспериментальные данные о нуклон-нуююнных взаимодействиях при энергиях в сотни BeV и их интерпретация. 1962 г., Изв.АН СССР, сер.физ., 26, 549-557.
8. Котельников К. А., Огурцов О.Ф. Система управления установкой, регистрирующей ядерные взаимодействия с энергией 100 ГэВ. 1963 г., ПТЭ, 5, 51-53
9. Котельников К.А. О коэффициенте неупругости при взаимодействиях частил космических лучей с энергиями в сотни BeV. 1964 г. , Изв.АН СССР , сер.физ., 28, 1755-1757.
10. Котельников К.А. Исследование коэффициента неупругости ядерных взаимодействий при энергиях в сотни БэВ . 1964 г., канд.дис., ФИАН
И. Добротин H.A., Зелевинская Н.Г,. Котельников К.А., Максименко В.М., Пучков B.C., Славатинский С.А., Смородин Ю.А. Феноменологическая картина генерации вторичных частиц во взаимодействиях нуклонов при энергиях в сотни и тысячи БэВ. 1965 г. Изв.АН СССР, сер.физ. 29,1627-1630.
12. Гусева В.В., Денисов Е.В., Добротин, H.A., Дубровина С.А., Емельянов Д.В., Зелевинская Н.Г., Игнатьева В.Г., Котельников К .А., Ким В.М., Лебедев А.М.,
Максименко В.М., Морозов А.Е., Новиков А.Г., Пучков B.C., Ракитин Д.Ф., Огурцов О.Ф., Славатинский С.А., Соколовский В.В., Титов В.Г., Фетисов И.Н., Хромых Н.Е., Новая установка для исследования сильных взаимодействий при энергиях 100-1000 ГэВ на Тянь-Шаньской высокогорной станции. 1966 г., Изв.АН СССР, сер.физ. 30, 1574-1576.
13. Гусева В.В., Добротин H.A., Денисов Е.В., Денисова В.Г., Емельянов Д.В., Зелевинская Н.Г., Котельников К.А., Ким В.М., Лебедев А.М., Морозов А.Е., Новиков
A.Г., Огурцов О.Ф., Пучков B.C., Ракитин Д.Ф., Славатинский С.А., Соколовский
B.В., Титов В.Г., Фегасов И.Н., Хромых Н.Е. Экспериментальный материал по ядерным взаимодействиям при энергиях в сотни ГэВ.1968г.препринт ФИАН ,N 49.
14. Денисов Е.В., Деденко Л.Г., Дубровина С.А., Котельников К.А., Морозов A.B., Огурцов О.Ф., Соколовский В.В., Славатинский С.А., Фетисов И.Н. Ядернокаскадный процесс в ионизационном калориметре 1966 г., Изв.АН СССР, сер. физич., 30, 1577-1580
15. Гусева В.В., Зелевинская Н.Г., Котельников К.А., Лебедев А.М., Максименко В.М., Славатинский С.А., Пучков B.C., Фетисов И.Н. Средние характеристики процесса множественного рождения частиц при энергиях 100-1000 ГэВ 1967 г., Изв. АН СССР, Сер.физич. 31,1414-1416
16. Гусева В.В., Зелевинская Н.Г., Котельников К.А., Лебедев A.M., Пучков B.C., Славатинский С.А Фетисов И.Н. Методика обработки экспериментальных данных, получаемых при помощи камеры Вильсона 1970 г., Труды ФИАН, 46
17. Гусева В.В., Добротин H.A., Денисов Е.В., Денисова В.Г., Емельянов Д.В., Зелевинская Н.Г., Котельников К.А., Лебедев А.М., Морозов А.Е., Ким В.М., Новиков А.Г., Огурцов О.Ф., Пучков B.C., Ракитин Д.Ф., Славатинский С.А. Аппаратура и методика исследования процесса множественного рождения частиц нри энергиях в сотни ГэВ. 1970 г.,Труды ФИАН, 46, 3.
18. Зелевинская Н.Г., Котельников К.А., Максименко В. М. Сопоставление экспериментальных данных о ливнях с энергией в сотни ГэВ с данными об искусственных ливнях, рассчитанных методом Монте-Карло. 1968 г., Изв.АН СССР, сер.физ., 32, 362-364.
19. Зелевинская Н.Г., Котельников К.А., Максименко В.М., Славатинский С.А. Поперечный импульс файрболла в ядерных взаимодействиях при энергиях 100 — 500 Гэв. 1970 г.,И* ICRC 3, 279-283
20. Зелевинская Н.Г., Котельников К.А., Максименко В.М., Славатинский С.А. Соотношение между продольными и поперечными импульсами пионов, генерированных в ядерных взаимодействиях с Е0 = 100-500 ГэВ 1970 г.,Изв. АН СССР, сер. физ., 34,1904-1906
21. Гусева В.В., Добротин НА., Зелевинская Н.Г., Лебедев А.М., Максименко В.М., Славатинский С. A. Characteristics of inelastic nuclear interactions at energies of 100-500 GeV. 1970 г.,Acta Physica Sup. 3,219-223.
22. Котельников K.A., Ким И.М., Мерзон Г.И., Пучков B.C. The Ionization of Relativistic Particles in Ar-Ne Mixture and Comparison of experimental Data with Theory. 1970 г.,U^CRC,6,2488-2493
23. Апанасенко A.B., Гусева B.B., Добротин H.A., Емельянов Д.В., Звонков Ю.Е., Иваненко В.М., Исмагилов Р.С., Котельников К.А., Карпов В.П., Кацперский Е., Михаляк В., Морозов А.Е., Петров С.В., Ракитин Д.Ф., Славатинский С.А., Смородин Ю.А., Срока Я., Томашевский А. Изучение элементарных актов взаимодействий адронов с энергиями 1013 эВ. 1973 г.,Изв. АН СССР ,сер. физ., 37, 1358
24. Апанасенко А.В., Добротин Н.А., Емельянов Д.В., Исмагилов Р.С., Котельников К.А., Морозов А.Е., Петров С.В., Ракитин Д.Ф., Славатинский С.А., Смородин Ю.А., Шаулов С.Б., Иваненко В.М., Карпов В.П., Звонков Ю.С., Гусева В.В., Кацперский Е., Михаляк В., Срока Я., Томашевский А. Исследование ядерных взаимодействий адронов при 5-10 ТэВ. 1973 г., 13th ICRC, 3,2158-2161
25. Котельников К.А., Кацперский Е., Петров С.В. Жидкостные сцинташляционные детекторы большой площади 1975 г. Acta Physica Polonica а-47 N 2,251-253.
26. Апанасенко А.В., Добротин Н.А., Котельников К.А., Рубцов В.И., Шаулов С.Б. Изучение неупругих ядерных взаимодействий частиц космических лучей в области энергий 10-100 ТэВ 1976 г., препринт ФИАН N 188
27. Апанасенко А.В., Добротин Н.А., Гончарова Л.А., Горячих А.А., Гусева В.В., Котельников К.А., Пискунова О.И., Гавлик Р., Влодарчик 3., Малушинская К. Стратосферное суперсемейство с ХЕ, > 2*1015 eV. 1977 г., 15th ICRC, 7, 220-225
28. Звонков Ю.Е., Котельников К.А., Шаулов С.Б. Двухзазорная искровая камера площадью 6 м2.1977 г., ПТЭ, 5, 66-67
29. Апанасенко А.В., Добротин Н.А., Котельников К.А., Никольский С.И. Investigation of Primary Cosmic Ray Composition at the Energies above 1014 eV. 1977 г.,препринт ФИАН ,N 176
30. Апанасенко A.B., Гончарова Л.А., Гусева В.В., Добротин Н.А., Котельников К.А., Пискунова О.И., Янусов Г.Б., Гавлик Р., Влодарчик 3., Малушинская К. Стратосферное суперсемейство с £Еу>2*1015 эВ. 1977 г.,Краткие сообщения по физике ,10,20
31. Апанасенко А.В., Добротин Н.А., Дремин И.М., Котельников К.А. Новая интерпретация некоторых "аномальных" событий в космических лучах. 1979 г., Письма в ЖЭТФ,30,157-161.
32. Апанасенко А.В., Гончарова Л.А., Горячих А.А., Котельников К.А., Пискунова О.И., Добротин Н.А., Иваненко В.М., Квочкина Т.М., Томашевский А., Влодарчик 3. The Ratio of the Fluxes of Electromagnetic to Nuclear Active components at an Atmospheric Depth of 15 g/cm2 .1980 г., Труды рабочей встречи "ПАМИР"
33. Апанасенко А.В., Гусева В.В., Горячих А.А., Иванов К.Г., Котельников К.А., Пискунова О.И., Шкуркина В.Г., Янусов Г.Б., Влодарчик 3. Струйные эффекты в суперсемействе с ХЕу>2*1015 эВ, зарегистрированного в стратосфере. 1980 г.,Изв. АН СССР ,сер. физич., 44, 463-465
34. Апанасенко А.В., Гончарова Л.А., Горячих А.А., Добротин Н.А., Котельников К.А., Пискунова О.И., Дремин И.М., Влодарчик 3. Stratospheric Superfaimly with Еок»1016 eV: Experimental Data, Analysis and Interpretation. 1981 г.,17л ICRC, 5, 319
35. Апанасенко A.B., Гончарова Л.А., Горячих A.A., Котельников К.А., Ногтева А.В., Пискунова О.И., Шкуркина В.Г., Добротин Н.А., Иваненко В.М., Квочкина Т.Н., Томашевский А. А., Влодарчик 3., Завадский Ю. Spectra of Electromagnetic and Nuclear Active Components at Atmosphere Depth of 15 g/cm2. 1981 г.,17th ICRC ,11,196-199
36. Апанасенко A.B., Гончарова Л.А., Горячих A.A., Аубекеров Е.Е., Котельников К.А. The Analysis of Nuclear Interactions at Eo>100 TeV in Photoemulsions. 1983 г.,18й1 ICRC, 5,127-130
37. Апанасенко A.B., Добротин H.A., Котельников К.А., Максудов А.У., Мартынов
A.Г., Мелковский В.М., Шабельский Ю., Юлдашбаев Т.С. Изучение ядро-ядерных взаимодействий и химического состава космического излучения в области энергий Ео > 100 ТэВ. 1985 г.,Препринт ФИАН ,267
38. Дайон М.И., Котельников К.А., Мартынов А.Г., Раппопорт В.М., Смирнитский
B.А. Система "Микрон" для автоматизации и анализа измерений в ядерной фотоэмульсии. 1986 г., препринт ФИАН, N214,16
39. Апанасенко А.В., Горячих А.А., Гончарова Л.А., Добротин Н.А., Котельников К.А., Шаламова С.Я. Ядерный ливень большой множественности, зарегистрированный в стратосферной рентген-эмульсионной камере. 1986 г.,Изв. АН СССР, сер.физич.,.50, 2156
40. Апанасенко А.В., Гончарова Л.А., Горячих А.А., Заярная И.С., Котельников К.А., КоноваловаН.С., Любченко В.В., Мартынов А.Г., Полухина Н.Г., Шаламова С.Я., Иваненко В.М., Квочкина Т.Н., Олейничак Я., Подгужак A. Characteristics of individual nuclear interactions in super-accelerator energy region. 1987 г., 20lhICRC, 5, 202-205
41. Апанасенко A.B., Гончарова Л.А., Котельников К. The Peculiarities of the Electromagnetic Component Generation in High Energy Interactions Detected by Stratospheric Chambers. 1988 г.,The S^international Symp. on Very High Energy Cosmic
Ray Interactions; Lodz, Poland, 176-180
42. Аланасенко A.B., Вальчак M., Горячих А.А., Гончарова Л.А., Добротин Н.А., Иваненко В.М., Котельников К.А., Квочкина Т.Н., Коновалова Н.С., Любченко В.В., Мартынов А.Г., Олейничак Я., Подгужак А., Савушкин Ю.С., Шаламова С .Я. Аэростатные исследования первичных космических лучей и их взаимодействий с веществом при высоких энергиях. 1989 г., Изв. АН СССР,сер. физ. 53,250-252
43. Аланасенко А.В., Гончарова Л.А., Добротин Н.А., Котельников К.А., Коновалова Н.С., Любченко В.В., Мартынов А.Г., Шаламова С.Я., Заярная И.С., Иваненко В.М., Квочкина Т.Н.,Олейничак Я., Подгужак А., Вальчак М. Stratospheric Investigations of Primary Cosmic Rays and their Interactions at High Energy. 1988 г.,5th International Symposium of Very High Energy Cosmic Ray Interactions .,Lodz, Poland, 264-269
44. Котельников K.A., Тальский П.Б., Тихонов Н.П. Обеспечение аэростатных исследований Вольской экспедиционной базой ФИАН АН СССР. 1989 г.,сб. "Краткие сообщения по физике "Исследования на высотных аэростатах"",12-14
45. Аланасенко А.В. Гончарова Л.А., Горячих А.А., Заярная И.С., Котельников К.А., Коновалова Н.С., Мартынов А.Г., Шаламова С.Я., Олейничак Я., Вальчак М., Иваненко В.М., Квочкина Т.Н., Локтионова Н.А. Аэростатные исследования нуклон-ядерных и ядро-ядерных взаимодействий при энергиях > 1 ТэВ./нуклон. 1989 г.,сб. "Краткие сообщения по физике ""Исследования на высотных аэростатах"
46. Аланасенко А.В., Горячих А.А., Гончарова Л.А., Иваненко В.М., Котельников К.А., Коновалова Н.С., Локтионова Н.А., Мартынов А.Г., Шаламова С.Я., Заярная И.С., Полухина Н.Г., Олейничак Я., Волчак М. Analysis of Hadron-nucleus and Nucleus-Nucleus Interactions of High Multiplicity. 1990 г.,21th ICRC, 8,112-115.
47. Гончарова Л.А., Добротин H.A., Котельников K.A., Локтионова Н.А., Мартынов А.Г., Полухина Н.Г., Фильков Л.В. Предложение о проведении в CERN эксперимента по изучению ядро-ядерных взаимодействий с помощью эмульсионной камеры. 1991 г., препринт ФИАН, N 128
48. Аланасенко А.В., Горячих А.А., Гончарова Л.А., Добротин Н.А., Заярная И.С., Иваненко В.М., Котельников К.А., Квочкина Т.Н., Полухина Н.Г., Мартынов А.Г., Шаламова С.Я., Олейничак Я. Об области генерации вторичных пионов во взаимодействии адрон-ядро и ядро-ядро с энергией >25 ТэВ, зарегистрированных с помощью РЭК. 1991 г., Изв. АН СССР, сер.физ., 55, 647
49. К.А. Kotelnikov, N.G. Polukhina, G.Yidong, L. Zhuguo. Scientific Balloning in the USSR. 1991r.,Indian Jornal of Radio and Space Physics, 20,209-211.
50. Goncharova L.A., DobrotinN.A., Kotelnikov K.A., Konovalova N.S., LoktionovaN.A., Martynov A.G. Polukhina N.G. The Unique Nuclear Interaction of Ultra High Energy
Registered by the Stratospheric Emulsion chamber, \993 г., 23 ICRC, 4, 21-24. i ,
51. Chernavskaya O.D., Dobrotin N.A., Feinberg E.L., Filkov L.V., Goncharova L.A., Kotelnikov K.A., Polukhina N.G., Martynov A.G. CERN Experiment EMU-15 on Ultrarelativistic Very Heavy Ion Centra) Collisions, 1994 г., Preprint LP1N 7.
52. Chernavskaya O.D., Dobrotin N.A., Feinberg E.L., Filkov L.V., Goncharova L.A., Kotelnikov K.A., Martynov A.G. Central High Energy Heavy Nuclei Collisions and Ringlike Effects 1995r., 24ICRC, 1, 68-71
53. Chernavskaya O.D., Dobrotin N.A., Dremin I.M., Feinberg E.L., Goncharova L.A., Kotelnikov iCA., Konovalova N.S., Martynov A.G., Polukhina N.G. The Central Pb-Pb Interactions with Energies 158 GeV/nucleon 1996 г.,. 28ICHEP, 1, 941-942
54. AstaPeva N.M., Dremin I.M., Kotelnikov K.A. Pattern Recognition in High Multiplicity Events. 1997r., Mod.Phys.Lett., A12. 1185-1193.
55. Kotelnikov K.A., Lamishev L.M., Merson G.I., Saito Т., Sasaky X., Starkov N.N., Tsarev V.A., Polukhina N.G. Search for Charged Massive Particles of Dark Matter Using Satellite -Based Acoustic Detectors. 1998 г., Acoustical Phys.,44, 61-67.
56. Гончарова Л.А., Добротин H.A., Дремия И.М., Котельников К.А., Калинин С.А., Мартынов А.Г., Нечитайло В.А., Полухина Н.Г., Фейнберг Е,Л. Исследование центральных Pb-Pb взаимодействий при высоких энергиях 1999 г., Изв.АН,сер.физ.,63,485-488
57. Pozharova Е.А., Smirmtsky V.A., Shamanov V.V., Kotelnikov К.A. The Spatial Reconstruction of Grain Coodinates in the Emulsion Tracker 2000 г., Nucl.Exper.Tech., 43, 760-763
58.1.M.Dremin, O.V,Ivanov, S.A.Kalinin,K.A.Kotelnikov, V.A.Nechitailo, N.G.Polukhina. Wavelet Patterns in Nucleus-Nucleus Collisions at 158A GeV 2001 г.,Pbys.Let.B,499,97-103
1*. N.Arata. A cosmic-ray nuclear event of abnormally high multiplicity and large transverse momenta 1978 г., Nuov.Cim.,A43,455
2*. NA22 CoikboralionM.Adamus et.al. Maximum Particle Densities inRapidity Space of 7t+p, K+p and pp Collisions at 250 GeV/c 1987 г., Phys.Let.B, 185,200-204 3*.М.И.Третьякова. Неупругие взаимодействия адронов высокой энергии с нуклонами и ядрами фотоэмульсии и явление кластеризации. 1984 г., докт. диссертация
4*. I.M.Dremin, P.E.Lasaeva, A.A.Loktionov ,M.T.Nazirov,E.K.Shabalina, L.A.Tikhonova,S.A.Zotkin Fluctuations of Fluctuations And Spiky Spikes 1990 г., Mod. Phys.Let.A.,5,1743-1751
5*. И.М. Дремин Когерентное адронное излучение при сверхвысоких энергиях 1979 г., Письма в ЖЭТФ, 30, вып2, 152-156
6*. NA44 Collaboration Event Texture Search for Phase Transitions in Pb+Pb Collisions.
2001 г.,пис1-ех/0107007
7*. И.М.Дремин. Дальние корреляции частиц и вейвлеты 2000 г.,УФН, 170,1235 8*. И.М.Дремин, О.В.Иванов, В.А.Нечитайло, Вейвлеты и их применение 2001 г., УФН, 171,465
9*. Вокал С., Кравчакова А., Орлова Г.И. Кольцевые и струйные структуры во взаимодействиях АъИ^Вг при 10.6 АГэВ /с 2001г.,Рабочее совещание ЛВЭ ОИЯИ, Дубна
Рис. 1
Установка Тянь-Шаньской высокогорной станции ФМАН с магнитной камерой Вильсона и ионизационным каиоримегром. 1,4,5- камеры Вильсона; 2,7- ряды счетчиков Гейгера; 3- мишень из Lili, б- ионизационный калоримегр.
II
1 0 1.0
3 meter г -"1 —i —L - 7 т
Рис.2 Промежуточная" установка. 1,1 мишеш. из вещества с малой атомной массой; 2- электростатический экран; 3- двухзазорная искровая камера площадью 6м2; 4,4- стереофотоаппараты; 5- гамма-блок; 6- зазор для жидкостных сцинтилляторов; 7,8- ионизационный калориметр.
Рис.3
Фотография картины в искровой камере одного из зарегистрированных ядерных взаимодействий высокой энергии 500*500*300 гит3
-Ч(-:---адронный блок пространственный блок гамма-блок
Рис.4
Схематический разрез стратосферной рентген-эмульсионной камеры полетов 1975 года.
Рис.5
Фотография картины в рентгеновской пленке гамма-блока центральной части стратосферного семейства с Щ«2*1015 эВ V ли
Рис.6
Распределение быстротных интервалов Лк для каскадов стратосферного семейства. Для значения к=4 используются сплошные линии, для к=14 - штриховые линии. Гистограммы - эксперимент, плавные кривые - распределения, рассчитанные в предположении отсутствия корреляций в разлете частиц. У
Wlr
IIHI
Рис.7
Мишенная диаграмма стратосферного события. Штрихованной и штрих-пунктирной линиями показаны границы внутреннего и внешнего колец.
Рис.8
Гистограмма распределения каскадов стратосферного семейства по величинам tar, пропорциональным псевдобыстротам. В заштрихованных областях гистограммы лежат частицы колец.
Ю -в 8 -1 -В
1и
Рис.9.
Гистограмма распределения каскадов воздушного семейства [1 *] по величинам М8, пропорциональным псевдобыстротам. Стрелкой показан энергетический порог регистрации каскадов.
Л Д /
Рис.10
Мишенная гистограмма каскадов воздушного семейства [1 *]. Каскады, образующие пик на Рис.9, лежат на мишенной диаграмме в виде кольца, выделенного двумя штриховыми линиями. зт*р еуе^ а+ 250 ОеУ/с
Рис.11
Мишенная диаграмма события коллаборации NA22 [2*] в системе координат быстрота-азимутальный угол. Частицы кольца лежат в области, ограниченной двумя штриховыми линиями. 8
- ■ т л а /1 ЛП НИ Ш1 , 0
Рис.12
Распределение вторичных заряженных частиц по величинам быстрот, построенное для аномального события коллаборации ЫА22 [2*]. Частицы, которые образуют кольцевую структуру на мишенной диаграмме, лежат в узком пике с плотностью 100 частиц на единицу быстротаого интервала.
2'Л)а
ЛШ. ж
1,0 2,0
4)0 5,0 А.0 7,0' ф "Т#
Рис.13
Мишенная диаграмма и распределение по псевдобыстротам события 2+3+40р [3*]. Частицы, образующие кольцо, обозначены + и А
Магнитное поле В = 1.8 Т 300 мм
Пучок ядер РЬ ---►
3 мм
Мишень РЬ „
0.3 мм о г Пленки ядерной \ фотоэмульсии
Рис. 15
СЛ^атичный разрез эмульсионной магнитЩр; камеры эксперимента ЕМИ-15
Е»ви(. <;
N =.!.ГЛ
ВусгЛ 10 N = Ш31
Рис.16
МйШенные диаграммы центральных 1'Ь-1'Ь столкновений. Й событии №19 частицы, образующие кольцо, выделены двумя штриховыми окружностями. б»епг 19 N = 1072
ЕтяиЬ 3
РХИРОШГШт
Е*еп1 1
N=.1077
- •—-1—1.
1 г '• 5 е ? п
Р5Е1.1ШЮ11>Ю!ТУ 6
РЗЕЦОШППШи Б Ч^Гт о I г з 6'
РЖШЮТШт
ВиечЬ 19 N=1073
Р5ЕШП1№РЛЛГУ
Рис. 17 '
Распределение частиц по псевдобысгротам в пятя центральных РЬ-РЬ столкновениях г ткш г ткт г ткш г ткт г ткт
Рис. 18
Сплошными линиями иа рисунках приведены распределения частиц в кольцах, построенные по мишенным диаграммам центральных РЬ- РЬ столкновений,' штриховыми линиями- аппроксимации экспериментальных кривых полиномами шестой степени. Кривые получены для колец шириною 16 мкм; шаг изменения радиуса колец -3 микрона. Как видно из рисунков, кривые для 4 событий (№,N4,N6 и N10) в диапазоне величин г™ьп от ~ 100 до -150 микрон имеют максимумы, амплитуды которых выходят за двукратные статистические ошибки. f
Г 3 - 2 г 1
I I1 V ч И 3 т
Рис Л 9
Вейрлет-разложение для двух центральных РЬ-РЬ столкновений (события №3 й №6) На диаграммах, построенных в Полярных координатах 11 и ф, видны кольцевые структуры в распределениях коэффициентов разложения.
Рис.20
Вейвлет-разложение для одного из рассчитанных методом Монте-Карло по Лундовской модели взаимодействия ядер с использованием пакета программ FRIT10F ( CERN ). Диаграмма в тех же координатах, как и на Рис. 19. На рисунке видны струи частиц, механизм образования которых заложен в модель взаимодействия.
Рис.21
Вейвлет-разложение одного из модельных ливней, в разлете частиц которых отсутствуют какие-либо многочастичные корреляции.
Похожие диссертационные работы по специальности «Физика высоких энергий», 01.04.23 шифр ВАК
Экспериментальное исследование неупругих ядро-ядерных взаимодействий при энергии 3,6 А ГэВ1984 год, кандидат физико-математических наук Белоусов, Александр Васильевич
Исследования на основе трековой методики элементарных частиц и ядер в экспериментах по поиску сверхтяжелых ядер в природе и в тестовых работах по изучению безнейтринного двойного бета-распада2016 год, кандидат наук Тан Найнг Со
Свойства неупругих взаимодействий адронов с ядрами атомов воздуха и свинца в области энергий 20-1000 ТэВ: По данным глубоких свинцовых рентгеноэмульсионных камер эксперимента "Памир"2001 год, доктор физико-математических наук Свешникова, Любовь Георгиевна
Метод автоматизированного анализа эмульсионных данных для измерения спектра ПКИ2004 год, кандидат физико-математических наук Публиченко, Павел Андреевич
Разработка конструкции времяпролетного детектора и поиск оптимального сопротивления плавающего электрода РППК для работы в условиях высокой загрузки в эксперименте СБМ2020 год, кандидат наук Султанов Ришат Ильфатович
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.