ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Нуклон-нуклонные столкновения из "Введение в экспериментальную физику частиц Изд2 " Столкновение частиц — один из основных процессов, в которых проявляются их свойства. Эти столкновения могут быть упругими, когда конечное состояние содержит те же частицы, что и начальное, и неупругими, когда рождаются новые частицы. На рис. 4.1 представлены величины полного (Jtot и упругого (Jei сеченпй рр-столкновений в зависимости от импульса налетающих протонов в лабораторной системе координат. [c.88] Законы сохранения энергии и импульса жестко определяют кинематику упругого рассеяния. В рассматриваемом случае столкновения частицы с импульсом р и неподвижной частицы достаточно зафиксировать одну из кинематических переменных для одной частицы после рассеяния, чтобы определить этим все переменные для обеих частиц. [c.90] Наиболее наглядное представление о кинематике упругого рассеяния дает рассмотрение этого процесса в с. ц. м. — системе координат, в которой суммарный импульс равен нулю (рис. 4.3). Импульсы сталкивающихся частиц равны по величине, но направлены в противоположные стороны как до столкновения, так и после пего. Величины импульса и энергии каждой частицы в с. ц. м. при упругом столкновении сохраняются. Поэтому возможные положения конца вектора импульса р с началом в точке столкновения С составляют круг. [c.90] В лабораторной системе координат, в соответствии с преобразованиями Лоренца (см. формулу (2.4)), концы векторов импульса рассеявшихся частиц р и р2 образуют эллипс с полуосями а = 7р и 6 = р. [c.90] Преобразование кинематики из л. с. в с. ц. м. и обратно на основе соотношений Лоренца в практике экспериментальной физики частиц проводится весьма часто, к тому же па ускорителях высоких энергий эксперименты ставятся как в л. с. (при неподвижной мишени), так и в с. ц. м. [c.90] Упругое рассеяние частиц — наиболее простой процесс их взаимодействия. Опо прямо связано с динамикой этого взаимодействия и структурой центра рассеяния, прежде всего — с его размерами (вспомним знаменитые опыты Э. Резерфорда по рассеянию атомами се-частиц, в которых было обнаружено существование атомных ядер). [c.91] Поэтому исследованию упругого рассеяния частиц нри разных энергиях и переданных импульсах (а также спиновых состояниях, об этом будет рассказано немного дальше) посвящено множество экспериментов. Особенно тщательно изучалось упругое рассеяние при малых переданных импульсах ( далекие столкновения ), поскольку оно наиболее прямым образом связано с важнейшими постулатами квантовой теории ноля и может служить для их проверки. [c.91] В этой кинематической области рассеяние имеет преимущественно дифракционный характер (аналогично дифракции света на поглощающих экранах). [c.91] Упругое рр- и рс -рассеяпие происходило внутри вакуумной камеры ускорителя нри столкновении протонов внутреннего пучка с протонами (или дейтронами) тонкой мишени (сначала это была полиэтиленовая пленка толщиной в несколько микрон, затем газовая струйная мишень, см. 2.3.1). Многократное прохождение пучка через мишень обеспечивало хорошую статистическую точность эксперимента (при малой толщине мишени ), а время столкновения относительно начала цикла ускорения определяло энергию налетающих протонов. [c.92] Детектировались только протоны (дейтроны) отдачи, испускаемые под большими углами (вблизи 90°) и обладающие небольшими импульсами, а соответственно и пробегами. [c.92] В этих экспериментах было, в частности, обнаружено, что с ростом энергии столкновения увеличивается эффективный размер области взаимодействия. [c.92] Однако и на неполяризованной мишени проявляются поляризационные эффекты при упругом рассеянии на ней нонеречно-ноляризованного пучка (спин перпендикулярен импульсу) возникает лево-правая асимметрия рассеявшихся частиц при рассеянии на той же мишени неноляри-зованного нучка рассеявшиеся частицы оказываются частично поляризованными вдоль нормали к плоскости поляризации. [c.92] Вернуться к основной статье