Квантовая хромодинамика

Математика
Типовой расчет по математике
Функции нескольких переменных
Примеры вычисления интегралов
Кратные интегралы
Криволинейные и поверхностные интегралы
Физика лабораторные работы
Строение атомов
Явление электромагнитной индукции
Законы сохранения в механике
Понятие о внутреннем трении
Интерференция света
Оптическая пирометрия
Изучение цепи переменного тока
Ядерные реакторы
Ядерная физика
Электротехника
Лекции, лабораторные и примеры расчета из курсовой
Трехфазные трансформаторы
Постоянный ток
Сила и плотность тока
Электрическая емкость. Конденсаторы
Закон Ома для замкнутой цепи
Закон Ома для однородного участка цепи
Сопромат
Контрольная работа по сопромату
Методика решения задач
Дополнительные задачи на сдвиг
Сложное сопротивление
Действие динамических нагрузок
Начертательная геометрия
Начертательная геометрия
Построить три проекции призмы
Машиностроительное черчение
Метрические задачи
Обозначения шероховатости поверхности
Основы теории теней
Введение в черчение
Информатика
Архитектура персонального компьютера
Программное обеспечение персонального компьютера
Операционная система Windows
Типы локальных сетей
Система управления базами данных MS Access
Операционная система Linux
Техническое обслуживание компьютера
Инструменты для разборки и чистки
Переформатирование жесткого диска
Системы резервирования данных
Гарантийные обязательства и сервисное обслуживание
Программы для восстановления данных
Ланшафт, архитектура
Ландшафтная архитектура
История и стили в архитектуре
Орнаментальное искусство
Орнаменты древнего мира
Древнегреческое орнаментальное искусство
Орнаменты Классицизма, Ампира, Модерна
Художественные стили
Авангардизм
Модернизм
Романский стиль
Ампир
Рококо
Буддизм
Модерн
Готическое искусство
Арт-дизайн
Зарождение арт-дизайна в проектировании мебели
Общие черты и этапы развития культуры ХХ века
Изобразительное искусство и архитектура
Важнейшее искусство XX века – кино
Русская усадьба
Максим Горький в семейной родословной
Кандинский
МОНДРИАН, ПИТ
АБСТРАКЦИОНИЗМ
Суть дизайнерской деятельности
Создание дизайн-концепции
Приемы озеленения территорий
Зонирование сада
Камень для ландшафтного дизайна

Механизм образования следов

В процессе образования следов заряженных частиц в эмульсии решающую роль играет возникновение δ-электронов (электроны, выбитые из атомов в процессе ионизации и в свою очередь способные ионизировать атомы среды, через которую они движутся), при наличии которых в данном зерне может выделиться количество энергии, намного превышающее то максимальное значение, которое оказалось бы возможным, если бы энергетические потери частиц были равномерно распределены вдоль ее пути. Так, например, в минимуме ионизации удельная ионизация частицы с зарядом  составляет около 700 кэВ/мм. При равномерных потерях максимальное количество энергии, которое может быть поглощено зернами диаметром 0,3μ, должно быть порядка 300 эВ (при прохождении частицы по диаметру зерна). С другой стороны, пробег δ-электрона с энергией меньше 5 кэВ оказывается настолько коротким, а его траектория настолько искривленной вследствие рассеяния, что при возникновении такого электрона внутри зерна он может остановиться, не выходя за пределы последнего. Таким образом, в отдельных зернах выделится значительно большее количество энергии, которое может быть затрачено на образование скрытого изображения. Вследствие описанного эффекта оказывается возможным, что почти во всех эмульсиях некоторые зерна станут способными к проявлению после прохождения через них одной частицы, удельная ионизация которой близка к минимальной; однако для образования следа, достаточно хорошо различимого под микроскопом, число таких зерен не единице длины траектории должно быть довольно велико по сравнению с общим «фоном».

1.5. Ионизационные потери заряженных частиц в эмульсии и классификация треков

Следы, оставляемые заряженными частицами в ядерной эмульсии, образуются в результате передачи энергии от движущейся частицы к атомам светочувствительных зерен. Заряженная частица, движущаяся в любой материальной среде, участвует в ряде взаимодействий с полями атомов и ядер, через которые она проходит; эмульсия сохраняет след каждой частицы и таким образом делает видимой «запись» этих взаимодействий. Характеристики следа зависят от сорта частицы и ее скорости. Поскольку эти характеристики можно измерять, появляется возможность идентификации частицы. Кроме ядерных реакций, которые могут иметь место при прохождении частицы в области действия ядерных сил, движущаяся заряженная частица теряет энергию на возбуждение или ионизацию атомов вдоль своего пути; при этом она вследствие кулоновского рассеяния много раз слегка меняет направление своего движения.

Когда частицы испытывают ядерные взаимодействия на лету со значительной потерей энергии, заряженные частицы останавливаются вследствие потерь энергии на ионизацию, и средний пробег частиц с энергией Ep равен:

cм, (1.1)

где соотношение для средней потери энергии на ионизацию для частицы с зарядом z и скоростью v=βc имеет вид:

 МэВ/см,

где  и ,

а Ni – плотность в эмульсии атомов с порядковым номером Zi и ионизационным потенциалом Ii;

- малый член, учитывающий то, что сильно связанные электроны не участвуют в процессе замедления частиц;

δ – небольшая поправка, учитывающая влияние плотности среды.

Плотность следа также непосредственно связана с потерями энергии на ионизацию, но на образование зерен вдоль следа идет только часть полных ионизационных потерь. Чтобы участвовать в образовании первичного следа, атомный электрон образует свой собственный ответвленный след, называемый следом δ-электрона. Можно измерять как плотность зерен вдоль следа, так и плотность δ-электронов.

При анализе данных в фотоэмульсионных экспериментах, используется следующая классификация частиц. Все вторичные заряженные частицы делятся на три класса в зависимости от скорости β, которая определяется по ионизации или пробегу:

s-частицы (ливневые) – однозарядные релятивистские частицы со скоростью β>0.7 и относительной ионизацией J/J0<1.4, где J0- плотность следа частицы в минимуме ионизационной кривой; в основном это рожденные мезоны, а также неупруго провзаимодействовавшие протоны с углом вылета, большим фрагментационного конуса; 

g-частицы (серые) – быстрые фрагменты ядра-мишени с ионизацией J/J0>1.4 и пробегом более 3 мм; в основном это протоны с энергией Ep>26 МэВ;

b-частицы (черные) – медленные фрагменты ядра-мишени с пробегом менее 3 мм;

h-частицы - группа всех фрагментов мишени, включающая в себя g- и b-частицы, т.е. Nh=Nb+Ng.

Следы релятивистских частиц отделяются от серых по счету зерен на изучаемом следе и на следе первичной частицы (на той же глубине в эмульсии). Черные следы отделяются от серых по длине остаточного пробега (Rb≤3000мкм). Из-за высокого пространственного разрешения фотоэмульсии регистрируются также ядра отдачи и δ-электроны.

1.6. Определение длины следа

 Заряженная частица, движущаяся в фотографической эмульсии, испытывает торможение вследствие взаимодействия с атомами, расположенными на ее пути. После того как энергия частицы станет меньше нескольких тысяч электрон-вольт, ее ионизирующие действия прекращается, в связи, с чем обрывается видимый в эмульсии след. Длина следа частицы R, представляющая расстояние, измеренное вдоль траектории от точки возникновения следа до последнего проявленного зерна, позволяет определить с достаточно высокой точностью истинный пробег частицы.

1.7. Методика эксперимента

 В эксперименте слои ядерной фотоэмульсии НИИХИМФОТОПРОЕКТа типа БР-2 размером (10´20´0,06)см3 была облучена первичным пучком ядер 32S с энергией 3.65 ГэВ/нуклон на Нуклотроне ЛВЭ ОИЯИ, г.Дубна 12.06.2003г. Был сформирован пучок, соответствующий профилю стопки с достаточно равномерным распределением. Размеры пучка контролировались многопроволочными пропорциональными камерами, а полный поток – мониторным счетчиком.

Фотоэмульсионные слои имеют размер 10´20см2, толщина каждого составляет порядка 600 мкм. При облучении пучок был направлен параллельно плоскости эмульсии вдоль ее длинной стороны (рис.1.1)

Рисунок 1.1 - Положение кассеты во время облучения (вид сверху). Расположение слоев в данном положении сверху вниз по ходу пучка, т.е. переходы треков идущих к поверхности в пластине X, надо искать у стекла пластины X-1 и треки выходящие у стекла искать на поверхности в пластине X+1

Рисунок 1.2 - Представлено схематическое изображение эмульсионного слоя, где N – номер пластинки, т.1, т.2, т.3 – точки, в которых измеряется толщина эмульсии до и после химической проявки

 

2. Поиск событий по следу, по площади и описание найденных событий

2.1. Описание методики поиска событий

Существует три метода поиска событий: просмотр по следу; по площади и по полоскам.

 При использовании просмотра по следу эмульсия сканируется со стороны входа пучка, при этом отобранные пучковые следы просматриваются от входа в пластинку до остановки, взаимодействия, распада на лету или выхода из слоя. Этот метод позволяет эффективно находить трудные для поиска при просмотре по площади ядерные взаимодействия. Таким методом получают полный набор взаимодействий без дискриминации. Кроме того, он позволяет определять сечения и относительные вероятности различного рода взаимодействий и распадов.

Просмотр слоев с целью поиска ядерных взаимодействий велся путем прослеживания вдоль следа на микроскопах типа МБИ-9 при увеличении 20*15 (рис.2.1).

Рисунок 2.1- Внешний вид просмотрового микроскопа МБИ-9

Следует отметить, что скорость прослеживания вдоль следа зависит от угла наклона следов к плоскости слоя и от углового разброса пучка.

Для получения высокой эффективности регистрации событий с малым углом отклонения одного из вторичных следов относительно первичного необходимо следить за тем, чтобы центр тяжести пучка был все время параллелен точному перемещению столика микроскопа по оси ОХ.

Для фиксации положения следов в поле зрения и регистрации малых угловых отклонений используется специальная окулярная шкала (рис.2.2).

Рисунок 2.2 - Окулярная шкала

По всей пластинке нанесена миллиметровая сетка. Каждая клетка пронумерована. Для поиска треков выбирают левый столбец, отступив от края 0,5см. В соответствии с увеличением объектива 20*15 получают в каждой клетке два поля зрения по 10мм. В каждом поле зрения проходят от поверхности к стеклу, т.е. осуществляют поиск треков на разной глубине.

Суть метода просмотра «по площади» заключается в поиске событий из интересующих каналов реакции в объеме эмульсионного слоя, опираясь на коррелированное расположение треков идущих от вершины взаимодействия.

Высшая математика - лекции, курсовые, типовые задания, примеры решения задач