Материал: Добрецов Сборник лабораторных работ по ядерной физике Ч.3 2013

Рис. 17.3

Рис. 17.4

Распад Kπeν (рис. 17.5). К этому распаду следует отнести событие, сопровождающееся следом от π±-мезона и следом от e±, начальная точка которого расположена на вакуумпроводе.

Распад Kπμν (рис. 17.6). К этим распадам необходимо отнести распады, образованные двумя заряженными частицами и не сопровождающиеся электронно-фотонными ливнями.

55

Рис. 17.5

Рис. 17.6

Другие распады. Вероятность распада K L0 -мезонов по другим

каналам, как видно из табл. 17.1, мала. Поэтому наблюдение их в данной работе на имеющейся статистике маловероятно.

Примечание. Отбор и идентификация распадов проводятся по двум стереопроекциям, полученным при фотографировании рабочего объема камеры. Одновременное использование двух проекций одного и того же события облегчает процедуру отбора, выделения и идентификации исследуемых распадов. Особенно полезным использование двух проекций может оказаться в тех случаях, когда следы, принадлежащие событию, располагаются под вакуумпроводом (т.е. вне поля зрения какого-либо из объективов).

56

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. С помощью описания изучить особенности следов, создаваемых частицами различного знака: электронами (позитронами), π±-мезонами, мюонами в жидком ксеноне. Изучить особенности следов, возникающих при комптоновском рассеянии и конверсии γ-квантов.

2.Включить осветительную систему проектора. Установить на просмотровом столе оба кадра стереопроекций, соответствующие одному и тому же начальному номеру.

3.Внимательно рассмотреть оба стереокадра.

Если на снимках обнаружены следы частиц, причиной возникновения которых могут служить распады K L0 -мезонов (точка рас-

пада расположена внутри вакуумпровода и внутри эффективного объёма), то, пользуясь методикой выделения и идентификации

K L0 -распадов, изложенной выше, определить возможность принадлежности данных следов распаду K L0 -мезона. Если следы частиц

обусловлены распадом, то идентифицировать его. Данные о распаде записать в рабочий журнал, располагая их в виде таблицы, аналогичной табл. 17.2. В графе «Топология» схематически зарисовать найденное событие.

4. Во избежание методических ошибок и для контроля зарисовать, идентифицировать и показать преподавателю данные о не-

скольких из первых найденных случаев K L0 -распада.

Полное количество зарегистрированных в журнале и идентифицированных распадов должно быть свыше 100.

57

5. Для отчёта зарисовать характерные случаи, соответствующие каждому из четырёх основных каналов распада.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Подсчитать найденное в работе количество распадов, соответствующее каждому каналу, приведённому в табл. 17.1. Для ка-

налов распада K L0 -мезона, сопровождающихся вылетом γ-квантов,

рассчитать поправки, обусловленные эффективностью регистрации γ-квантов в камере, полагая эффективность регистрации одиночного γ-кванта равной 0,95.

2.Определить относительные вероятности всех каналов и статистическую погрешность измерения этих величин. Сравнить полученные значения относительных вероятностей с табличными значениями.

3.Если в процессе выполнения работы обнаружены распады, которые не поддаются идентификации, то необходимо их систематизировать и указать причину, которая могла привести к затруднениям их идентификации.

.

3.Идентификация K L0 - распадов.

4.Кварковый состав каонов.

58

Р а б о т а 18

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ НЕЙТРАЛЬНОГО π0-МЕЗОНА

Цель – определение массы нейтрального π0-мезона по минимальному углу разлета γ-квантов, образующихся при его распаде.

ВВЕДЕНИЕ

Масса частицы – фундаментальная характеристика, определяющая как особенности ее взаимодействия с другими микрообъектами, так и (если частица нестабильна) особенности ее распада. Большое значение для теории элементарных частиц имеет знание всего набора дискретных значений масс частиц, встречающихся в природе.

Массу частиц обычно определяют по их кинематическим характеристикам: скорости v, импульсу Р, кинетической (T) или полной (E) энергиям. Связь между этими величинами и массой покоящейся частицы m выражается хорошо известными из теории относительности соотношениями:

где β = v/c; m, Р, T, E выражены в энергетических единицах. Таким образом, чтобы определить массу частицы, достаточно измерить любые две ее кинематические характеристики.

Для частиц, обладающих электрическим зарядом, импульс Р можно найти либо по измерениям радиуса кривизны траектории частицы в магнитном поле, либо по измерению среднего значения квадрата угла многократного рассеяния на ядрах. Кинетическую энергию частицы T с высокой точностью можно найти по измерениям полного пробега в веществе, скорость v – либо по времени пролета частицей определенного расстояния, либо по углу Θ испускания черенковского излучения, либо измерением удельных ионизационных потерь.

59