Двойная перезарядка пионов на ядрах при высоких энергиях

Заявка на эксперимент «Двойная перезарядка пионов на ядрах
при высоких энергиях» в 2008 г
Руководитель: А.П.Крутенкова, тел: 129-96-08, e-mail: anna.krutenkova@itep.ru
Участники из ИТЭФ: А.Б. Кайдалов (1940г, зав.лаб.), В.В.Куликов (1942г, зав.лаб.),
М.А.Мартемьянов (1973г, снс), Б.М. Абрамов (1942г, снс).
Соучаствующие институты (для известных коллабораций можно не приводить):
KEK, Tohoku Univ. (Japan), Univ. of Valencia (Spain).
Статус эксперимента
В работах, выполненных нами ранее на протонных синхротронах ИТЭФ и КЕК
осуществлены первые и пока единственные измерения двойной перезарядки пионов
(DCX) при высоких энергиях (0,5-1,1 ГэВ). Были обнаружены аномальные с точки зрения
общепринятого (SSCX) механизма физические эффекты, которые могут быть связаны с
неупругими пионными перерассеяниями. Группой ИТЭФ было показано, что увеличение
начальной энергии до 1,5-2 ГэВ является решающим для проверки нового механизма.
Предложение эксперимента “Pion double charge exchange on oxygen at J-PARC”, который
будет проводиться в рамках утвержденного эксперимента по гиперядрам на спектрометре
SKS+, уже прошло первую стадию утверждения Программного Комитета ускорительного
комплекса J-PARC. В течение 2008 г. нам необходимо создать детекторы для подавления
фона электронов или позитронов, измерить этот фон и включить эти детекторы в триггер.
(Предполагаемые) научные результаты
Предполагается измерить сечение инклюзивной реакции DCX вперед на ядре кислорода
О-16 и эксклюзивной реакции DIAS на ядре О-18 при энергиях в области 1,5-2 ГэВ.
Первая реакция – уникальный процесс, для которого механизм неупругих перерассеяний,
как нами предсказывается, является доминирующим. Вторая реакция – первое измерение
DIAS-переходя при больших энергиях.
Описание конструкции установок, создаваемых при участии ИТЭФ
Предполагается разработать детекторы для подавления фона электронов и позитронов.
Проблема связана с тем, что диапазон 1 - 2 ГэВ/с является переходным от аэрогелевых
счетчиков к газовым. Причем газовый счетчик должен быть очень коротким (20 -30см).
Кроме того, необходимо изготовить мишень из О-18.
График проведения работ
1. Оценка фона позитронов и электронов в пионных пучках J-PARC. – 2008г
2. Проектирование детектора, изготовление и испытание прототипа. – 2008г
3. Изготовление детектора (совместно с КЕК). - 2009г
4. Испытание детектора в пучке и измерение фона. – 2009г
5. Создание мишени из О-18. – 2009г
Планируется написание внутренних отчетов.
Оценка стоимости установки и всего эксперимента (включая зарплату, материалы,
оборудование, пучки, энергозатраты, и т.п.), запрашиваемой в ИТЭФ
Зарплата 5 частично занятых научных сотрудников (500 тыс. руб).
Оборудование - 500 тыс. руб.
Командировки - 300 тыс. руб.
Роль (visibility) ИТЭФ в эксперименте
ИТЭФ является пионером в исследовании двойной перезарядки пионов при высоких
энергиях. Группой был предложен метод измерения DCX-сечений в инклюзивной реакции
при высоких энергиях, позволяющий выделить область, где следует изучать действие
основного SSCX-механизма двух последовательных однократных перезарядок пиона на
двух однотипных нуклонах ядра. В эксперименте на 3-метровом спектрометре ИТЭФ
обнаружено аномальное энергетическое поведение реакции в диапазоне 0,6-1,1 ГэВ, что
1
получило подтверждение в эксперименте на SKS-спектрометре КЕК. Нами впервые был
проведен теоретический анализ поведения сечения DCX в рамках формализма Грибова
для описания инклюзивных адрон-ядерных процессов. Обнаружен преобладающий вклад
нового механизма, который учитывает неупругие перерассеяния.
1. B. Abramov et al, Nucl.Phys.A723 (2003) 389.
2. A.P.Krutenkova et al,Phys.Rev.C72 (2005) 037602.
3. A.B. Kaidalov and A.P.Krutenkova, J.Phys.G27 (2001) 893.
A.P. Krutenkova (for ITEP-SKS Collaboration), PANIC05, Santa Fe, USA, 2005,
Melville, NY, 2006, p516.
2