Эксперимент ПРОЗА-2

Краткое описание, история эксперимента и основные результаты.
    Измерения на пионном пучке в цетральной области (1986-1988 гг.)
    Измерения на протонном пучке в центральной области (1994-1996 гг.)
    Измерения на пионном пучке в области фрагментации поляризованной протонной мишени (1999-2001 гг.)
    Общие особенности односпиновой асимметрии в экспериментах с фиксированной мишенью  в интервале энергиий 13-200 ГэВ.
    Достижения
Предложение эксперимента.
Список участников эксперимента.
Текущие экспериментальные исследования на установке ПРОЗА-М
Список публикаций.
Предложение нового экспериментов на У-70 с поляризованным протонным пучком

Краткое описание и история эксперимента.

    Эксперимент ПРОЗА-2 проводится на 14-ом канале ускорительного комплекса У-70 ГНЦ ИФВЭ (Институт Физики Высоких Энергий) в г.Протвино Московской области.

    Основная задача эксперимента --- Исследование односпиновой асимметрии в рождении π0-мезонов в области фрагментации поляризованной протонной мишени. Эксперимент является продолжением поляризационных исследований, которые проводились в экспериментах ПРОЗА (изучение эксклюзивных реакций) и эксперимента ПРОЗА-М (измерения односпиновой асимметрии инклюзивного рождения нейтральных мезонов в центральной области и области фрагментации частиц неполяризованного пучка). Предложение эксперимента было представлено в 1997 г. В 1999-2000 гг были проведены 3 сеанса по измерению асимметрии на пучке отрицательных мезонов. В 2004 г. на заседании НТС ИФВЭ принято решение о выделении времени для измерения асимметрии на протонном пучке.


Схема экспериментальной установки.


S1-S3 -- сцинтилляционные сч, H1-H2 - сцинтилляционные пучковые годоскопы, target - поляризованная протонная мишень "замороженного типа", EMC-720 -- электромагнитный калориметр из свинцового стекла на 720 каналов.

Основные результаты экспериментов ПРОЗА-М и ПРОЗА-2 

Измерения на пионном пучке в цетральной области (1986-1988 гг.)


Измерена односпиновая асимметрия инклюзивного рождения AN в реакции π-+p(d )→π0(η)+X в центральной области, то есть под углом 90o в системе центра масс при энергии пучка 40 ГэВ. Суммарное значение асимметрии  AN для указанных реакций при pT>2.2 ГэВ/с равно (-39±7)%. При значениях поперечного импульса pT<1.6 ГэВ/с асимметрия сравнима с нулем.

    Поведение  асимметрии πмезонов одинаково при взаимодействии πмезонов пучка с поляризованными водородной и дейтериевой мишенями. Таким образом, асимметрия не зависит от типа поляризованной мишени.

    Суммарное значение асимметрии для двух реакций приведено на рисунке справа.
Асимметрия инклюзивного рождения η-мезонов также велика и достигает (-62±22)% при pT>2.2 ГэВ/с. (См. результат справа). Закрашенные точки получены для взаимодействия с дейтериевой мишенью, а пустые кружки на водородной мишени.

    Полученный результат может указывать на то, что поляризация u- и d- кварков внутри протона и дейтерия одинакова.

    Основные результаты опубликованы в журнале Ядерная Физика, Phys.Rev., доложены на Международных конференциях по Спиновым эффектам в Физике Высоких Энергий.


Измерения на протонном пучке в центральной области (1994-1996 гг.)

Впервые измерена асимметрия в инклюзивной реакции в области фрагментации поляризованной мишени.

    Асимметрия в реакции p+p→π0+X  при 70 ГэВ в области 1.0<pT<3.0 ГэВ/с равна нулю в пределах ошибок, что хорошо согласуется с результатами E704 при 200 ГэВ и отличается от результатов, полученных при 24 ГэВ в ЦЕРН, где обнаружена значительная асимметрия. 

    Таким образом, асимметрия в области энергий от 70 до 200~ГэВ действительно мала и не зависит от энергии. Если существует зависимость асимметрии от энергии, то это происходит при изменении энергии пучка от  24 до 70 ГэВ.

    Отсутствие асимметрии в данной реакции указывает на значительный вклад валентных кварков в инклюзивное рождение мезонов.   Если в pp-взаимодействии из-за противоположных по знаку поляризаций  u- и d-кварков в протоне и перемешивания каналов из поляризованного и неполяризованного протонов происходит сокращение асимметрии, то в случае π-p взаимодействия большая асимметрия возникает при образовании π0мезона из валентных антиu-кварка от падающего π--мезона и u-кварка из поляризованного протона, тогда как вклад валентного d-кварка из протона в данном случае подавлен.







    Асимметрия в области фрагментации поляризованной протонной мишени  совпадает с нулем при -0.2<xF<-0.1, возрастает по абсолютной величине с уменьшением xF и равняется (-24±8)% при -0.4<xF<-0 .28.




Измерения на пионном пучке в области фрагментации поляризованной протонной мишени (1999-2001 гг.)

    Асимметрия AN  в реакции  π-+p→π0+X  равна (-14±4)%  при -0.8<xF<-0.4 и pT в диапазоне от 1 до 2 ГэВ/с.

    При -0.4<xF<-0.1 и  pTв диапазоне от 0.5-1.5 ГэВ/с асимметрия сравнима с нулем.

    Измеренная нами асимметрия в области xF>0.4 совместима в пределах ошибок с измерениями  во ФНАЛ (E704, 200 ГэВ) и БНЛ (20 ТэВ в системе покоя мишени) в области фрагментации поляризованного протонного пучка при тех же значениях кинематических параметров.





    Тем самым в экспериментах с фиксированной мишенью экспериментально установлено,что асимметрия возникает в области фрагментации поляризованного протона и не зависит от того, является ли этот протон пучковой частицей, или частицей мишени.

    Инклюзивное рождение π0-мезона в области фрагментации поляризованного протона с установленной экспериментально анализирующей способностью порядка -15% может использоваться для  измерения поляризации протонного пучка .

Общие особенности односпиновой асимметрии в экспериментах с фиксированной мишенью  в интервале энергиий 13-200 ГэВ.


    Сравнивая результаты измерений асимметрии разных реакциях и разных кинематических областях обнаружен универсальный порог односпиновой асимметрии в экспериментах с фиксированной мишенью. Результаты по исследованию данного порога приведены на рисунке справа.


    Наличие данного универсального порога может (в некоторых моделях) указывать на существование структуры конституентных кварков.





Достижения

Цикл публикаций по измерению асимметрии инклюзивного рождения удостоен Премии МАИК за лучшую публикацию в издаваемых журналах за 2005 г.

Go to the top