Реализация метода обратного комптоновского рассеяния
description
Transcript of Реализация метода обратного комптоновского рассеяния
«Первые эксперименты по фотоделению ядер на пучке комптоновских фотонов»
В. Г. Недорезов, Институт ядерных исследований РАН, Москва
Памяти Г.Я.Кезерашвили
Реализация метода обратного комптоновского рассеяния
• 1963 – П.Арутюнян и др. EРФИ • 1964 – О.Куликов и др., ФИАН
• 1976 - Frascati (LADONE – ADONE)
• 1984 - Новосибирск (РОКК – 1,2 – VEPP 3,4)• 1988 – Brookhaven (LEGS - NSLS)• 1995 – Grenoble (GRAAL – ESRF )• 1998 – Osaka (LEPS - Spring-8)• 2000 – Duke (HIgS - )
Параметры установок.
. C.Schaerf. Production of Monochromatic photons by the annihilation of positrons in light elementsLNF-64-2 (1967).
L.Federich e.a. First Experimental Results From The Frascati Monochromatic And Polarized Gamma-ray Beam. Published in In *Rome 1979, Proceedings, Electron and Pion Interactions With Nuclei At Intermediate Energies*, 681-689.
R.Malvano e.a. Some Considerations On The Possibility Of Obtaining A Quasi-monochromaticPolarized Photon Beam From Laser - Electron Scattering In The Storage Ring Adone. 11 pp. LNF-67-48 (1967)
J.P.Bocquet e.a. The GRAAL project: A polarized gamma-ray beam at ESRF. Prepared forConference:C93-06-20 p.771-773 (1993).
D.Babusci e.a. Photodisintegration of light nuclei with the LADON photon beam. Few BodySyst.Suppl. 1 (1986) 383-391
M. Preger, B. Spataro (Frascati), R. Bernabei, M.P. de Pascale, C. Schaerf. Monochromatic AndPolarized Tagged Ladon Gamma-ray Beams.LNF-86/5-P. Nucl.Instrum.Meth. A249 (1986) 299
В.Г.Недорезов, Ю.Н.Ранюк. Фотоделение ядер за гигантским резонансом. Изд.Наукова думка, 1989.
Схема установки РОКК-2 на накопителе электронов ВЭПП-3.
TS - система мечения фотонов по энергии, М1 – M2 - магниты, L1 - L4 - квадрупольные линзы, w - кварцевое окно, L – лазер, АОМ – акустооптическиймодулятор, РС - ячейка Поккельса,
FD - детектор ядерных фрагментов,
CМ – очищающий магнит, SC, Х, Y, PC – мониторы пучка, TD – детектор полного поглощения фотонов.
Эксперимент РОКК (Новосибирск)Полное сечение фотопоглощения ядер актинидов
А.А.Казаков, Г.Я.Кезерашвили, Л.Е.Лазарева, В.Г.Недорезов, А.Н.Скринский,
А.С.Судов,Г.М.Тумайкин, Ю.М.Шатунов. Письма в ЖЭТФ, вып.10 (1984) 445. A = Z P + N N
СEBAF-2004
238-U 237-Np
237-Np
238-U
Фотоделение ядер с малой передачей энергии и импульсаНеупругий Комптон-эффект?
Неупругое рождение е+е- пар ?Расщепление фотона ?
Вероятность совпадений осколков деления с фотоном , регистрируемым в направлении вперед
Фото- и электроядерные процессы
Дельбрюковское рассеяние , Расщепление фотона в поле ядра
[Akhmadaliev, G.Y. Kezerashvili, S.G. Klimenko e.a. Phys.Rev.Lett. 89:061802, 2002.
Кулоновская диссоциацияМногофотонные обмены
b > bmin = Ri + Rt (incident + target)Поток виртуальных фотонов
Спектр виртуальных фотонов (интегрированный по b), Z = Zt
[X.Artru e.a. PL 40B (1972) 43]
beam
target
)(1)( min
2
b
fz
d
dn
1
22
2
b
ZF
?
Нелинейные эффекты КЭД. Многофотонные обмены.
Фото- и электроделение ядер — актинидов с малой
передачей энергии и импульса
Реакции под действием электронов и позитронов
Кулоновская диссоциация релятивистских ядер
Фотоядерные реакции на фемтосекундном лазере
SOURCE OF MONOCHROMATIC PHOTONS DRIVEN BY POSITRON IN-FLIGHT ANNIHILATION
USING INTERNAL TARGET OF THE STORAGE RING VEPP-3
L.Z. Dzhilavyan1, S.I. Mishnev2,V.G. Nedorezov1, D.M. Nikolenko2, I.A. Rachek2, D.K. Toporkov2,3
1 Institute for Nuclear Research RAS, Moscow2 Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS, Novosibirsk
3 Novosibirsk State University, NovosibirskE-mail: [email protected]р.
EMIN-2012
Поиск узких резонансов (дибарионы, пентакварки ..) min = 250 кэВ
Нелинейные эффекты КЭД. (Фотоделение ядер...)
Экзотические ядра Эта-мезон , Изобара .... Взаимодействие нестабильных мезонов с ядрами.
Поиск векторного бозона А'
Энергия позитронов 600 МэВСветимость 6х1032 cm2
Бинирование 540 кэВ
При угле коллимации 5 – 10 мрад :
Y = 10-26 cm2 106 s 102 0 N/cm2 = 1/s
— мезонное ядро углерода А И Львов и др ФИАН
p
n
E = 600 MeV
Ep + E
n = m
Что такое гипер-ядро, дельта-ядро, эта-ядро и т. д.?
Ar, Xe, Kr ,U - струйная мишень
В.Г.Недорезов, Ю.Н.Ранюк.Фотоделение ядер за гигантским резонансом Наукова думка (1989).
Cпектр виртуальных фотоновlim
e(q2,W)
q2 0
Научный Совет по электромагнитным взаимодействиям РАН (с 2012 г. - секция Совета по релятивистской ядерной физике и физике тяжелых ионов)
Программа «Исследование ядерной материи и астрофизических процессов на пучках фотонов, электронов и релятивистских тяжелых ионов
В Программу научных исследований РАН на 2012-2018 годы (раздел «Ядерная физика») включен следующий пункт :
Исследование электромагнитных взаимодействий ядер и нуклонов, включая прецизионные измерения амплитуд фоторождения мезонов, спиновых структурных функций нуклонов, мезонов, гиперонов, легчайших ядер. Изучение нелинейных эффектов квантовой электродинамики на пучках электронов, позитронов, релятивистских ионов и фотонов от фемтосекундных тераваттных лазеров.
GRAAL
E=600÷1500 МeV
E=16 МeV
P100%
NOT IN SCALE
Energy spectrum of gamma beammeasured by tagging system
(trigger — spaghetti or thin monitor)
Random coincidencestrigger - spaghetti
No cuts
Coincidences betweeen plastics of thetagger
p > p
Ar LASER :
GREEN -UV 340 нм
RED - 514 нм
Curve - MAID-2001
p > 0+n
LASER :
GREEN -UV 340 нм
RED - 514 нм
Curve - MAID-2001
Total photoabsorption cross section for free proton (subtraction and summing methods) GRAAL-2008
Total photoabsorption cross section for the deuteron (subtraction and summing methods) GRAAL-2009
(normalized)
Black points – Armstrong 1972
Open triangles – GRAAL Subtraction method
Black triangles – GRAALSumming method
Partial and total cross sections on the proton (deuteron target)
Total photo-absorption cross section for 12С.
Crosses - GRAAL data,
full points – Bianchi e.a. [4]
open points - Mirazita e.a. [5]
“Universal curve” - full line.
Partial cross sections for one and double p and mesons photo-production on quasi-free proton (open dots) and quasi-free neutron (stars).
Free proton data are shown for comparison (open dots).
Фоторождение эта мезонов на легких ядрах
Мечение мезонов
Корреляционный анализ нуклонов отдачи [Mосква, EMIN-2001, p.170 ]
135 547 768 782 M, MeV
- Ядро – сумма квазисвободных нуклонов детектор + полная кинематика- Низкий уровень фона
simulation
Experiment Kinematics is not included
Number of the charged tracks in forward = 1Number of the neutral clusters in BGO = 2
20<theta<100
Данные по сечениям фотоделения и полным сечениям фотопоглощения на тяжелых ядрах указывают на вклады процессоввысокого порядка по деление ядер фотонами с малойпередачей энергии и импульса ?
Новые возможности : изучение взаимодействия нестабильных мезонов с ядрами («Меченые мезоны»)
Эксперименты на монохроматических пучках, получаемых разнымиметодами, будут востребованы.
Заключение:От прошлого к будущему