Экспериментальная ядерная физика - Мухин К.Н.
ISBN 5-283-04076-3
Скачать (прямая ссылка):
Образовавшиеся нуклоны вылетают из ядра или выбивают из него каскадно еще несколько нуклонов, в результате чего образуются (например, в фотоэмульсии, облученной л "-мезонами) так называемые звезды (см. § НО, п. 2). Изучение поглощения л-мезонов ядрами позволяет получать информацию о распределении нуклонов ядра по скоростям и о их корреляции между собой.
* CERN Courier. 1982. Vol. 22, № 1, P. 13 — 14.
§ 112. Взаимодействие л-мезонов
257
в. Другие пион-ядерные реакции
На мезонных фабриках с особенно большими интенсив-ностями пионных пучков можно изучать реакции А [к, 2к)А' на ядрах при энергии пионов Гп<500 МэВ. Раньше такие процессы практически не изучались из-за очень малого сечения. Между тем их исследование представляет значительный интерес по нескольким причинам: возможность получения дополнительной информации о реакции (тт., 2л) на простейшем ядре — протоне, изучение нового канала пион-ядерного взаимодействия, возможность изучения структуры ядра в области, недоступной для других методов, и, наконец, возможность исследования свойств ядерной материи в целом.
Уже при самом предварительном рассмотрении можно отметить несколько интересных задач, для решения которых реакция (л, 2л) особенно удобна.
1. Реакция (л, 2л) на протоне изучалась достаточно широко (см. § 112, пп. 6 и 7). Однако вблизи порога экспериментальные данные практически отсутствуют. В настоящее время вся мировая статистика по угловым распределениям вторичных пионов (исходный материал для фазового анализа) в этой области энергий составляет всего лишь несколько сотен событий. В связи с этим данные о (л —л)-рассеянии в области малых энергий все еще нельзя считать окончательными. Изучение реакции пр-+ккЫ в условиях мезонной фабрики позволит увеличить статистику полезных событий примерно на два порядка. Это даст возможность получить надежные данные о параметрах (л —л)-рассеяния при малых энергиях (о сечении, фазах и длинах рассеяния), позволит правильно выбрать эффективный лагранжиан и проверить существующие (или построить новые) модели сильного взаимодействия.
2. Точные данные по (л/>-+ллЛг)-реакции важны не только сами по себе, но и как репер для дальнейшего исследования (л, 2я)-процессов на связанном нуклоне ядра, т. е; реакции А (к, 2л)Л' на ядре. Выделив диаграмму одно-пионного обмена на ядре и сравнивая параметры этого процесса с репером, можно оценить роль квазисвободных процессов, изучить изменение пионной волновой функции в ядерной среде, изменение константы лл-вершины для конкретных ядер и др. Все это даст возможность изучить роль пионной моды в ядерном веществе и особенности реакций Л(л, 2л)А' на ядрах.
3. Из-за специфических квантовых чисел л-мезона (7Р = 0~, Т=1) реакция А(к, 2л)Л' весьма эффективна для изучения
258
Гшва XIX. п-Мезоны
спин-изоспиновых коллективных возбуждений ядра типа гигантских резонансов.
В последние годы кроме давно известного и хорошо изученного дипольного электрического резонанса типа El было открыто много новых гигантских резонансов разных типов (монопольные, дипольные, квадрупольные, ок-тупольные) и разновидностей (электрические и магнитные, изоскалярные и изовекторные), причем некоторые из них были обнаружены при нескольких энергиях возбуждения ядер (см. § 13, п. 4).
Для возбуждения гигантских резонансов обычно использовались процессы (ее' ), (рр' ), (аа' ) и др., которые идут по нейтральным каналам. Однако все они обладают двумя существенными недостатками: появлением большого нерезонансного фона и невозможностью возбуждения предсказанного теоретически изовекторного гигантского резонанса 0~ (с аномальной четностью).
Для возбуждения этого резонанса использовалась (рп)-реакция, идущая в заряженном канале. Этим способом были получены 0~, 1~ и 2~ уровни, однако при их разрешении возникают большие трудности.
Реакция (л, 2к) свободна от недостатков всех перечисленных вьшге способов возбуждения гигантских резонансов (как в нейтральных, так и в заряженных каналах): она позволяет получать уровни с аномальной четностью, дает возможность их разрешить и позволяет уменьшить фон.
В реакции (я, 2я) при малых энергиях налетающего пиона конечные я-мезоны образуются в s-состоянии, т. е. квантовые числа конечного ядра определяются орбитальным моментом / (и внутренней четностью) первичного пиона. Таким образом, ядра, находящиеся в состоянии 0 + , переходят в состояния с аномальной четностью 0~, 1+, 2~ и т. п.
В связи с отсутствием спина у пиона угловое распределение вторичных пионов однозначно связано с моментом возбуждаемого уровня. Это дает возможность его выделить. Предсказываемая энергия возбуждения 0~ уровня — порядка 25 МэВ. Поэтому наиболее ярко он должен проявляться при энергиях первичных пионов Ткх180 МэВ.
В реакции (я, 2л) имеется возможность подавления фона за счет кулоновского сдвига уровней. Например, в реакциях А(п+, я+я+)Л' и А{к+, к+к~)А" должны возбуждаться уровни с АТ=1 и аномальной четностью. Из-за кулоновского взаимодействия положение этих уровней будет сдвинуто (примерно на 8 МэВ для ядра 40Саи на 20 МэВ для 28;>РЬ). Сдвигая полученные спектры на рассчитанную величину кулоновского
