Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
В области предельной фрагментации ядер обнаружен ядерный кумулятивный эффект. Он состоит в рождении в неупругих ядро-яде рных (адрон-ядерных) столкновениях частиц, энергия к-рых превышает максимально возможную для взаимодействия с отд. нуклонами ядер. Кварковые степени свободы играют иек-рую роль и в ядерных реакциях при Ьж < 1 и даже при Ьііе ~ Ю-2 в свойствах осн. состояний ядер. Это связано с тем, что ср. расстояния между нуклонами в ядре сравнимы с радиусом пленения (конфайн-мента) кварков. Существует вероятность туннелирования, перемешивания и даже обобществления кварков, принадлежащих отд. нуклонам. Эксперим. данные по ядерному кумулятивному эффекту свидетельствуют также о том, что в ядре наряду с нуклонами возникают «капельки» кварк-глюонной плазмы и что ядра могут рассматриваться как гетерофазные системы, представляющие собой смесь нуклонной и кварк-глюонной фаз.
Образование ядерных фрагментов. Реакции с релятивистскими ядрами в области Ь\ ц > 1, но при Ьш (1— ядерный фрагмент) или Ьи поряди а 10“а описываются протон-нейтронной моделью ядра. Учёт кварковых степеней свободы в этой области даёт такие же малые поправки, как и длй характеристик основных и иизковоабуждёииых состояний ядер. Сеченне реакций столкновения ядер I и II с образованием ядерного фрагмента 1 расщепления ядра II имеет вид
do _ РФт)
dbiu (biii+ttm)*
ири ЬП1 > 1, ЬПі~ о1й = 2*щ(тц — TO1Vm11Zn1SSlO-2. Здесь ^ni — энергия связи фрагмента 1 в ядре II, Wi1 — масса фрагмента, F — слабо меняющаяся ф-ция. Это соответствует ф-ле (4) при a = I, P=II ил = 2.
Процессы с перераспределением нуклонов дают оси. вклад в полное сечение взаимодействия релятивистских ядер. На рис. 2 приведено распределение по продольному импульсу р\ ядер изотопов С, образующегося при столкновении релятивистских ядер «О с
do
аайр-
Рнс. 2. Зависимость дифференциальных сечений образования изотопов углерода от их продольного импульса р" в реакции >•0 + Be -*¦ С при их анергии ядер кислорода 2,1 ГзВ (единицы произвольные).
ядрами Be. Сечения процесса определяютси ф-лой (в); условие ^H1 = О даёт положение максимумов, а вели-чина Ctji1 — их ширины. Малость Otii1 обусловливает большую величину полного сечения взаимодействия ядер. Зависимость сечения (6) от am определяет его
зависимость от Ац и A j, т. к. тц = Ацт^ mI —
= Aim0.
При достаточно больших величинах импульсов |рц| и IjPiJ величина Ъ U1 зависит только от отношения (рц|/|рі|, т. е. имеет место инвариантность по отношению к замене импульсов:
IPu I-^lPn I» IpiI-^Ip1U
где \ — константа. Эта зависимость отчётливо проявляется в образовании ядерных фрагментов, а-частиц, дейтронов, протонов (ядерный скейлииг).
Реакции перераспределения нуклонов между ядер-яыми фрагментами при Ьцг ~ IO-3—IO-1 важны для обнаружения и исследования короткоживущих радионуклидов, а также для получения пучков нестабильных барионных систем (иапр., гиперядер). В области ОД < &т й 1 кварковые степени свободы играют существ. роль в перестройке взаимодействующих адронных систем. Т. к. сечения взаимодействия здесь относительно большие, то возможны исследования кварковых систем, отличающихся от обычных трёхкварковых (барионы) или кварк-антикварковых (мезоны), напр, дибарионных.
Предельная фрагментация идер. Сечение рождения частицы 1 в области предельной фрагментации идра
II можно определить исходя из ф-лы (4) при а = 1,
P = 2, п - 0:
m*dktfdbm dxt—F1Ftl (bni X1). (I)
Здесь F1 — множитель, слабо зависящий от Ь\ ц (т. е. от энергии столкновения), свойств ядра II и частицы 1;
X1 = Ьіі/Ьці = — Wv, где U1 = ^1Im1, Uy = Pflm1
(uz и pz — проекция скорости и импульса иа направление пучка). В случае ^i1 ^ bj ц обычно регистрируются вторичные частицы, вылетающие из мишеней под углом больше 90° по отношению к направлению пучка ядер (нуклонов, мезонов, фотонов). Универсальность энер-гетич. и угл. зависимостей образующихся частиц 1 (пионов, коонов) наблюдалась в широком интервале эие'ргий столкновения, соответствующих 1 < Ь\ и <, IO8.
Представления о динамике образования частиц в области предельной фрагментации основаны иа том, что в столкновениях ядер участвуют их малые части, несущие доли импульса, равные (Xj/Ai)pi,
(Хц/Ац)рц. Эти части (п а р т о и ы) могут быть кварками и глюонами. Из законов сохранения энергии-импульса, записанных в виде
(xiMj)Pi+(x„/^ii)P„= У*.
І
следует, что для предельной фрагментации ндра II прн *1 II & 1 необходимо условие
Xlt >(MiZm0)X1.
Здесь Ri1 — масса мезона I. Т. о., Xj и Xji — мин. число нуклонов, донускаемое законами сохранения для образования частицы с заданной величиной X1. Кумулятивный эффект можно определить как реакции образования частиц, описываемые ф-лой (7) (т. е. при 6Il ^ bi II » і) при Xjj > 1. Величины ^“(бцц X1 =
= (M0Itn1)X ц) являются фундам. характеристиками каждого ядра, т. к. система кумулятивная частица — ядро представляет собой, так же, как и кластеры, иаолиров. систему. Для случая, когда поперечный импульс регистрируемой частицы pj = 0;
