Угловые распределения в С-системе

Угловое распределение вторичных частиц в адрон-адронных соударениях при высоких энергиях резко анизотропно в С-системе (рис. 82), т.е. вторичные частицы, как правило, разлетаются в противоположных направлениях в виде двух струй адронов в системе центра масс соударения.
Однако эвентуальный анализ событий показывает, что в индивидуальных событиях разлет частиц может быть существенно асимметричен в С-системе.
На рис. 83 показано распределение событий по параметру асимметрии γ_sc для π^-р-соударений при 40 ГэВ/с. Оно имеет резко выраженный асимметричный характер.

Рис. 82: Угловое распределение вторичных частиц в С-системе для рр-соударений.

Рис. 83: Распределение событий по параметру γsc для π^-р-взаимодействий при 40 ГэВ/с: 1 − распределение погрешностей (гауссовская кривая с дисперсией D^2 = 0.082); 2 − распределение γsc в модели для ππ-соударения.

В случае рр-соударений аналогичное распределение описывается симметричной кривой гауссовского типа с дисперсией D² = 0.142, которая несколько шире, чем кривая 1 на рис. 83.
Такой вид угловых распределений хорошо согласуется с импульсными спектрами вторичных частиц, рассмотренных ранее, и свидетельствует о различии динамики взаимодействий пионов и протонов с нуклонами, обусловленном различием их кварковой структуры.

7.4 Распределения по η и y

Распределения вторичных частиц по псевдобыстроте интенсивно исследуются в экспериментах на крупнейших современных ускорителях в ЦЕРН и в Фермиевской национальной лаборатории. Результаты этих исследований показаны на рис. 84 для положительных значений η или у. В областиη < 0 распределения полностью симметричны приведенным.
Гипотеза скейлинга требует, чтобы эффективные сечения (1/σ)(dσ/dη) при η = 0 не изменялись с ростом энергии первичных частиц. Однако, как видно из рис. 84, это требование не выполняется, и скейлинг в центральной области не наблюдается при существующих энергиях. На рис. 85 показана зависимость (1/σ)(dσ/dη)|_η=0 от энергии. Очевидно, что это логарифмическая зависимость.
Исследование распределений по псевдобыстроте, а точнее по величине λ, интенсивно проводилось в середине 60-х годов в экспериментах с космическими лучами. Были получены результаты, аналогичные приведенным на рис. 84 (кривые 2 и 3). Провал в центральной области при λ = 0 был интерпретирован в ряде работ как результат образования в С-системе сгустков возбужденной материи − файрболов, разлетающихся в противоположных направлениях в С-системе и распадающихся изотропно в собственной системе покоя. Однако, как показал тщательный анализ и сравнение переменных η и у, провал в центре распределения обусловлен кинематическими, а не динамическими эффектами.

Рис. 84: Распределение вторичных заряженных частиц по псевдобыстроте и быстроте при разных энергиях соударяющихся нуклонов: 1 − для рр-соударений при E₀ = 205 ГэВ; 2 − рр-соударения при √s = 53 ГэВ, Е₀ = 1400 ГэВ; 3 - рр-соударения, √s = 540 ГэВ, Е₀ = 1.4·10⁴ ГэВ.

Различие между псевдобыстротой η и быстротой у состоит в том, что при вычислении быстроты требуется знание энергии и импульса, т.е. природы вторичной частицы.

Рис. 85: Зависимость сечения в центральной области от энергии в С-системе.

Для вычисления псевдобыстроты необходим только угол вылета частицы θ. Следствием этого становится появление провала в распределении по η (или λ) и отсутствие такового в распределении по у (рис. 84, кривая 1, пунктиром показано распределение по η для этих же данных).

Дата добавления: 2015-07-12