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

где N0 – число падающих протонов, n – число ядер в 1 см3 мишени, σ – сечение данного процесса, х – толщина мишени. В нашем случае жидководородной мишени толщиной 12,6 см величина n σ х << 1, поэтому мишень можно считать тонкой и проводить

расчет по формуле N = N0 n σ х. Тогда σ = N/N0 n x. Потери энергии налетающих протонов на ионизацию в камере не меняют

существенно их энергию.

Дифференциальное сечение в заданном интервале углов получается следующим образом. В выбранном интервале плоских углов подсчитывают число случаев рассеяния N в интервале Δϕ. Плоский угол ϕ – коническая проекция угла рассеяния на плоскость пленки. Поэтому построенные дифференциальные сечения являются проинтегрированными по всем истинным углам рассеяния, дающим одну и ту же проекцию на плоскость пленки. В нашей работе интервалы Δϕ равны 10°.

Дифференциальное сечение в выбранном интервале углов рас-

где δ – эффективная толщина мишени, соответствующая рабочей области, в которой можно измерить углы рассеяния. Обычно δ < x (в данной работе δ ≈ 11 см). Остальные обозначения определены выше.

получить значения полных сечений этих процессов при энергии падающих протонов 660 МэВ.

Как показала практика, основная погрешность получаемых результатов есть субъективная ошибка, состоящая в пропуске случаев рр-рассеяния при просмотре пленки. Она доходит до 40–50 %. Следующей по величине погрешностью является статистическая, которая составляет 30 % для полного сечения. Остальные погрешности существенно меньше указанных выше.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Включить компьютер. Запустить программу ‹‹TrackMeter››.

2.Для анализа данных с помощью программы ‹‹TrackMeter›› необходимо открыть файл с анализируемым событием. Для этого необходимо выбрать пункт меню «Файл» в верхней части окна программы. После нажатия на кнопку «Файл» во всплывающем меню выбрать пункт «Открыть». Далее в стандартном окне Windows «Открытие документа» выбрать требуемый файл и нажать кнопку «Открыть» В результате в рабочем окне программы отобразится требуемое событие.

3.Перед проведением измерений угла необходимо установить видимый размер снимка, равный его исходному, т.е. масштаб изображения должен быть равен 100 %. Для измерения углов нужно

открыть файл с требуемым снимком и кликнуть пиктограмму «» в линейке инструментов в верхней части рабочего окна. В результате должно открыться окно функции «Транспортир». Для определения на снимке измеряемого угла необходимо последовательно установить три точки. Первая и третья должны лежать на полупрямых, образующих угол, вторая – совпадать с вершиной угла. Для ‹установки точки с требуемым номером нужно кликнуть на соот-

ветствующую пиктограмму «» в окне «Транспортир», совместить курсор с точкой на снимке и нажать на правую кнопку ‹‹мыши››. После установки всех трех точек в поле «Угол» окна «Транспортир» будет содержаться абсолютное значение угла в градусах. Данный угол будет соответствовать углу между отрезком 23 и продолжением отрезка 12 в сторону точки 2 (угол α на рис. 16.5). Кнопка «Сброс» в окне «Транспортир» не используется.

41

5. Используя то, что выражение Е2 – Р2с2, является релятивистки инвариантным, вычислить пороговую энергию для рождения одного и двух π-мезонов для случаев неупругого рр-соударения.

Контрольные вопросы

1.Приведите примеры неупругого рассеяния протона на протоне при энергии протона Ep = 660 МэВ.

2.Нарисуйте импульсную диаграмму для упругого рассеянного протона и укажите минимальный угол разлета двух протонов.

3.Сравните значения сечений упругого и неупругого рр- рассеяний, полученные в данной работе, с табличными.

43

Р а б о т а 17

ИЗУЧЕНИЕ РАСПАДОВ ДОЛГОЖИВУЩЕГО K L0 -МЕЗОНА

Цель – изучение схем распада и измерение относительных вероятностей основных каналов распада K L0 -мезона.

ВВЕДЕНИЕ

Изучение свойств и взаимодействий К-мезонов со времени их открытия в 1949 г. и до настоящего времени занимает одно из важнейших мест в физике элементарных частиц. Фундаментальная роль этих исследований вполне объяснима.

Как в процессах сильного взаимодействия, так и в процессах слабого и электромагнитного взаимодействия К-мезоны проявляют удивительные, загадочные свойства. Объяснение некоторых из этих загадок привело к ряду замечательных открытий, и есть основания полагать, что этот ряд может быть продолжен.

Изучение сильных взаимодействий К-мезонов (реакций их рождения) привело, как известно, к концепции «странности» и знаменитой схеме Гелл-Манна – Нишиджимы, обобщившей принцип изотопической инвариантности на К-мезоны и гипероны. В соответствии с этой схемой К+-, K–-мезоны и нейтральный каон образуют не изотопический триплет, а два изотопических дублета, каждый с изотопическим спином Т = 1/2:

Здесь S – квантовое число странность, TZ – третья (зарядовая) проекция изотопического спина.