«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 1988 – 1995 – 1998 – 2000 – Новосибирск (РОКК – 1,2 – VEPP 3,4) Brookhaven (LEGS - NSLS) Grenoble (GRAAL – ESRF ) Osaka (LEPS - Spring-8) Duke (HIgS - ) Параметры установок. . C.Schaerf. Production of Monochromatic photons by the annihilation of positrons in light elements LNF-64-2 (1967). L.Federich e.a. First Experimental Results From The Frascati Monochromatic And Polarized Gammaray 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-monochromatic Polarized Photon Beam From Laser - Electron Scattering In The Storage Ring Adone. 11 pp. LNF67-48 (1967) J.P.Bocquet e.a. The GRAAL project: A polarized gamma-ray beam at ESRF. Prepared for Conference:C93-06-20 p.771-773 (1993). D.Babusci e.a. Photodisintegration of light nuclei with the LADON photon beam. Few Body Syst.Suppl. 1 (1986) 383-391 M. Preger, B. Spataro (Frascati), R. Bernabei, M.P. de Pascale, C. Schaerf. Monochromatic And Polarized 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 – акустооптический модулятор, 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 237-Np 238-U 238-U 237-Np Фотоделение ядер с малой передачей энергии и импульса Неупругий 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 диссоциация Многофотонные обмены beam ? target b > bmin = Ri + Rt (incident + target) Поток виртуальных фотонов Z2 1 F 2 2 b Спектр виртуальных фотонов (интегрированный по b), Z = Zt 2 dn ( ) z 1 b f( min ) d [X.Artru e.a. PL 40B (1972) 43] 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, Moscow 2 Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS, Novosibirsk 3 Novosibirsk State University, Novosibirsk E-mail: dzhil@cpc.inr.ac.ruр. EMIN-2012 Энергия позитронов 600 МэВ Светимость 6х1032 cm2 Бинирование 540 кэВ Поиск узких резонансов (дибарионы, пентакварки ..) DE min = 250 кэВ Нелинейные эффекты КЭД. (Фотоделение ядер...) Экзотические ядра Эта-мезон , Изобара .... Взаимодействие нестабильных мезонов с ядрами. Поиск векторного бозона А' При угле коллимации 5 – 10 мрад : — мезонное ядро углерода E E = 600 MeV p Ep + E n = m n Y = 10-26 cm2 106 s 102 0 N/cm2 = 1/s 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 фотонов Elim 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 DE=16 МeV P100% NOT IN SCALE Energy spectrum of gamma beam measured by tagging system (trigger — spaghetti or thin monitor) Random coincidences trigger - spaghetti No cuts Coincidences betweeen plastics of the tagger 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 – GRAAL Summing 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 - Ядро – сумма квазисвободных нуклонов + полная кинематика - Низкий уровень фона 768 782 M, MeV Number of the charged tracks in forward = 1 Number of the neutral clusters in BGO = 2 20<theta<100 simulation Experiment Kinematics is not included Заключение: От прошлого к будущему Данные по сечениям фотоделения и полным сечениям фотопоглощения на тяжелых ядрах указывают на вклады процессов высокого порядка по , деление ядер фотонами с малой передачей энергии и импульса ? Новые возможности : изучение взаимодействия нестабильных мезонов с ядрами («Меченые мезоны») Эксперименты на монохроматических пучках, получаемых разными методами, будут востребованы.