РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ Кя° ВО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ

BEOTH. INLOCK- УН-ТА. СЕР. 3. ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ, 1981, т. 22, № 1
УДК 539,121
В. Я- ШЕСТОПЕРОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ К я ° ВО
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ НУКЛОНОВ С ЭНЕРГИЕЙ
~ 5 ТэВ С ЯДРАМИ УГЛЕРОДА
В ряде работ сотрудничества Москва — Ереван — Краков методом контролируемых ядерных фотоэмульсий [1] изучались семейства
у-квантов высокой энергии, генерированные в тонкой мишени из углерода. Мишень находилась на расстоянии 1,5 м над ионизационным калориметром площадью 10 м 2 (для некоторых измерений в качестве
поглотителя использовался комбинированный фильтр из углерода и
свинца). В верхней части калориметра находилась эмульсионная камера, с помощью которой измерялась энергия у-квантов, родившихся
в мишени, и их суммарная энергия
Ионизационный калориметр
измерял энергию Еа, оставшуюся
у адронов после взаимодействия.
-„.V
15-
W
—I
I
I
I
I
1,0
0,5
Къ
Рис. 1. Распределение событий с
ИЕ у > 2 ТэВ по величине К л о.
Пунктир — первичные
данные.
Сплошная линия — они же после
введения поправок на ошибки измерений
Рис. 2. Распределение величины
Кяо во взаимодействиях нуклонов с < £ > « 5 ТэВ с ядрами
углерода. Сплошная линия проведена по экспериментальным данным (точки), гистограмма — расчет [5]
Д л я каждого случая можно было определить энергию первичного адрона Eq—Е£Т+£0
И ДОЛЮ энергии, переданную
при взаимодействии
яо-мезонам, Кя°=&Е'у /Е0. Схемы установок, методы измерения энергии
и возникающие при этом ошибки приведены k ![1].
Отбирались семейства у-квантов, созданные адронами, идущими в
ограниченном ливневом сопровождении. Проведенный анализ показал*
что при этом в большинстве случаев мы имеем дело с нуклонами ![1„
112
2]. Отдельные части полного экспериментального материала опубликованы в [1, 3, 4].. В настоящей работе мы объединили эти данные. Уве-,
личение статистического материала позволило корректно учесть влияние на полученные результаты ошибок измерений и отбора событий
по величине
при степенном спектре генерирующих частиц.
Анализ полных экспериментальных данных показал, что в области
2 ТэВ интегральный энергетический спектр семейств описывается степенным законом с показателем у—1=2,0. Кроме того, мы
исключили из рассмотрения семейства с Пу^.2, так как распределение
высот их зарождения показывает, что большинство из них связано с
взаимодействиями адронов в воздухе над установкой. В последующем
анализе мы использовали 60 событий с
ТэВ и / г т ^ 3 . Средняя
энергия адронов в этих случаях < Е 0 > ж 5 ТэВ. Экспериментальное
распределение величины Кл° для указанных событий приведено на
рис. 1. На этом ж е рисунке показано распределение, полученное после
введения поправок на ошибки измерений величин
и Еа при спектре с показателем у—1=2,0. Из рисунка следует, что при отборе событий по величине
(по суммарной энергии электромагнитного каскада) {Kno)k = 0,52 ± 0,03.
Перейдем к истинному распределению /(/Ся«), которое не зависит
от способа отбора событий по величине "ЕЕУ. Можно показать, что
связь между распределением, приведенным на рис. 1 (назовем его
Ф(/Сл»)), и / (Кпо) при степенном спектре генерирующих частиц определяется соотношением
Ф (Кп«) dKn« = CKlT1 f (Kn°) dKn° = CKl f (Kn°) dKno,
(l)
где С — нормировочный коэффициент. Отсюда
f(Kn«) =
4>(Kna)/Klf>.
Д л я определения величины С мы оценили W (Кя° > 0,5) — вероятность взаимодействий с / С я ° ^ 0 , 5 . Метод оценки основан на сравнении
частоты регистрации семейств заданной энергии от взаимодействий с
Кп« ^ 0,5 с частотой падения на установку генерирующих частиц
такой же энергии [1]. По полным данным W (Кп° > 0,5) = 11,5±1,5°/а
и коэффициент. С определяется из условия
1,0
1,0
j / (/СЯо) dKno = С - 1 J Кп°2 ф (Кпо) dKnо = 0,115 ± 0,015.
0,5
(2)
0,5
При вычислениях по формулам (1) и (2) значения ф(/<я°) и f(K n °)
относились к серединам соответствующих интервалов, шириной АКп°—
= 0,1. При /Ся° = 0,05 значение f(Kn°) определялось из условия нормировки распределения /(/Ся°) на единицу.
Полученное распределение f(K п °) представлено на рис. 2. Среднее
значение <LKn°~> =0,20±0,03. По нашим оценкам в среднем около10% от величины Кл° следует отнести за счет у-квантов от вторичных
взаимодействий. С учетом этого < Д я ° > = 0 , 1 8 ± 0 , 0 3 , что согласуется
с экспериментальными данными, полученными на ускорителях при
энергиях свыше 100 ГэВ для рр-взаимодействий.
На рис. 2 приведено также ожидаемое распределение f(Kn°), полученное в работе |[5] на основе ускорительных данных о рр-взаимодействиях при Е ^ 100 ГэВ. В основу расчета заложены инклюзивные
сечения генерации - у к в а н т о в и я°-мезонов по переменной х и распределение множественности рождающихся частиц в соответствии с
113
KNO-скейлингом. Как видно из рисунка, полученное нами распределение удовлетворительно согласуется с ускорительными данными. Некоторое превышение экспериментальных данных над расчетными в области больших значений Кк° мы связываем с корреляциями я°-мезонов
в области фрагментации [6].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Г р и г о р о в Н. Л., Р а п о п о р т И. Д., Ш е с т о п е р о в В. Я. Частицы высоких энергий в космических лучах. М., 1973, с. 150—177. 2. М и т о я н С. В. Канд.
дис. М., 1978. 3. Б а б а я н X. П. Докт. дис. Тбилиси, 1974. 4. B a b a y a n Ch. P.,
B r i k k e r S. I., G r i g o r o v N. L. et al. Nuclear interactions of very-high energy
with l a r g e energy transfer into neutral pions.— Nuovo Cim., 1968, 54A, p. 26—36.
•5. Ф е д о р о в а Г. Ф. Канд. дис. М., 1977. 6. Г р и г о р о в
Н. Л., Ш е с т о п е р о в В. Я. Основные характеристики генерации Y-квантов нуклонами со средней
энергией 5 ТэВ и многочастичные корреляции
в области
фрагментации.— Изв.
А Н СССР. Сер. физ., 1980, 44, с. 512—513.
Поступила в редакцию
09.06.80