Yuqori energiyali adron- va yadro-yadro to’qnashuvlarida kumulyativ protonlar va pionlar bilan birgalikda hosil bo’lgan ikkilamchi zarralarning azimutal korrelyatsiyasi

YUQORI ENERGIYALI ADRON- VA YADRO-YADRO TO’QNASHUVLARIDA KUMULYATIV PROTONLAR VA PIONLAR BILAN BIRGALIKDA HOSIL BO’LGAN IKKILAMCHI ZARRALARNING AZIMUTAL KORRELYATSIYASI
Kirish………………………………………………………………………3
I BOB. Elementar zarralar va ularning tavsiflari………………………
1.1 Yadro reaksiyalari va saqlanuvchi kattaliklar
1.2. Kuchli o’zaro ta’sirlashuvlar…………………………………………..
1.3. π –mezonlar va ularning kvant xarakteristikalari. Fermionlar va bozonlar ……………………
1.4. Ikkilamchi adronlarning tarkibi va ko’plamchiligi. Ikkilamchi zarrachalarning impuls spektrlari. …………………..
1.5. Ko’ndalang va bo’ylama impuls………………………………………


KIRISH
Disertatsiya mavzusining dolzarbligi. Relativistik yadro fizikasi soxasidagi fundamental muammolardan biri relativistik yadrolarning adronlar va yadrolar bilan to’qnashuvlarida parchalanish qonunyatlarini aniqlashdan iborat. Bunda relyativistik yadrolarning adronlar va yadrolar bilan to’qnashuvlarining parchalanish jarayonlarini eksperimental va fenomenologik tadqiq qilish muxim ro’l o’ynaydi, chunki u parchalanuvchi yadrolar (xususan yengil) klasterli strukturasi, uning parchalar xosil bo’lishining ko’ndalang kesimi va parchalar tarkibiga ta’siri, hamda parchalar hosil bo’lishida xar-xil mexanizmlarning ulushlari haqida muxim ma’lumotlar olish imkonini beradi. To’qnashuv energiyalari bir nechta GeV/nuklon bo’lganda parchalanish jarayoni ustuvor bo’lib, uning ulushi reaksiya to’liq ko’ndalang kesimining 80% ini tashkil etadi. “Juft-juft” relativistik yadrolarning (¹²C, ¹⁶O va ²°Ne) adronlar va yadrolar bilan to’qnashuvlaridagi parchalanish jarayonlarini o’rganish muhim ahamiyatga ega, chunki bunday yadrolar α- klasterli struktura xosil bo’lish ustuvorligi kutiladi.
Xozirga qadar α- klasterli struktura statsionar ravishda mavjudmi, yoki u parchalanuvchi yadrolar ma’lum darajada uyg’onganda paydo bo’ladimi, degan savolga javob yo’q. Parchalanuvchi yadro α- klasterlistrukturasini o’rganishning samarali usullaridan biri α-zarralar xosil bo’lishini yadro snaryadining turli darajada uyg’onishlarida tadqiq qilishdan iborat.
Nazariy modellarni qayta ishlab chiqish, ularni hamda parchalanish jarayonlarini tavfsivlashga yondashuvlarni sinovdan o’tkazish, kosmik nurlarning atmosfera yadrolari bilan o’zaro ta’sirlarini modellashtirish, yadrolar parchalanishida xosil bo’luvchi barcha izoto’plarning ko’ndalang kesimlari to’g’risida kata aniqlikka ega bo’lgan ma’lumotlar olish zaruriyatini keltirib chiqaradi. Bundan tashqari relativistik yadrolarning vodorod bilan to’qnashuvlarida xosil bo’luvchi yengil parchalar- protonlar, deytronlar, tritiy hamda geliy-3 yadrolarning o’rtacha ko’plamchiligi haqidagi eksperimental ma’lumotlar astrofizikaning eng muhim muammolaridan biri – zarralar oqimining yulduzlararo muhitdan o’tishini hal qilish uchun o’ta zarurligi kelib chiqadi.
Muammoning o’rganganlik darajasi. Xozirgi paytda dunyoning yetakchi olimlari tomonidan relativistik yadrolarning adronlar va yadrolar bilan o’zaro ta’sirida ko’plamchi zarralar tug’lishi hamda yadrolarning parchalanish jarayonlarini eksperimental va nazariy tadqiqotlari bo’yicha katta xajmda ma’lumot mavjud. Disertatsiyada tadqiq qilinayotgan muammo bo’yicha quyidagi eksperimental ishlar bajarilgan.
Azimov S. A. , Yo’ldashev B. S. , Lutfullayev S. L. hamda shved olimlari (Andersson B., Oterrlund I. va Stenlund E.)ning ishlarida yuqori energiyali adronlarning yadrolar bilan to’qnashuvlarida protonlar xosil bo’lish jarayonlari o’rganilgan. Ammo olingan natijalar protonlar hosil bo’lishining mexanizmlarini o’rganishga imkon bermagan.
Amerikalik olimlar tomonidan elektron usulda relativistik α, ¹²C, ¹⁴N va ¹⁶O yadrolarning ⁹Be, ¹²C, ²⁷Al, ⁶⁴Cu, ¹⁰⁸Ag va ²⁰⁷Pb va ¹⁶O yadrolari bilan to’qnashuvla-rida kichik burchak ostida chiquvchi parchalarning xar-xil izotoplari o’rganilgan. Qayd qiluvchi parchalar chiqish burchagining chegaralanganligi bu izotoplar chiqi-shining to’liq ko’ndalang kesimini topish hamda ular xosil bo’lishining universal mexanizmlarini aniqlash imkonini bermagan.
Yuqori energiyali adronlar va yadrolarning yadrolar bilan to’qnashuvlarida kumulyativ protonlar xosil bo’lishi Rossiya olimlari Leksin G. A., Bayukov Yu. A., Lyubimov V. B., Armutliyskiy D., Baldin A. va boshqalar tomonidan tadqiq qilindi. Ammo eksperimental natijalarning bir tizimga keltirilmaganligi va ularning kumulyativ protonlar xosil bo’lish mexanizmlarini aniqlash imkonini bermagan. Shunday qilib, yuqori energiyali adron-yadro to’qnashuvlarida kumulyativ protonlar xosil bo’lish muammosi yechilmay qolgan.
Olimov Q. ning doktorlik dissertatsiyasi mazkur ishda xal qilingan muammoga ancha yaqindir. Bunda 3.25 A GeV/s impulsli kislorod yadrolarning protonlar bilan o’zaro to’qnashuvlarida parchalanishlar bo’yicha umumiy ma’lumotlar olingan; bir va ko’p zarrali parchalar, ularni massa bo’yicha ajratmagan xolda ko’plamchiligi o’rganilgan; kislorod yadrolarning topologic kanallarga yemirilish ko’ndalang kesimlari aniqlangan; eksperimentda kuzatilgan juft α-zarrachalar chiqishidagi kichik burchakli bog’lanishlar noturg’un ⁸Be va ⁹B yadrolarining tug’ilishi va yemirilishi oqibatida bo’lishi mumkinligi to’g’risida ko’rsatma olingan, ammo ularning α-zarralar xosil bo’lishiga qo’shgan xissalari miqdoriy jixatdan aniqlanmagan; zaryadi 1 dan 7 gacha bo’lganparchalarning izotopik tarkibi aniqlangan, ammo ularning xosil bo’lish ko’ndalang kesimlari topilmagan. 3.25 A GeV/s impulsli ¹⁶Op-to’qnashuvlarida protonlar, shu jumladan, kumulyativ protonlar va boshqa yengil parchalar xosil bo’lishi tadqiq qilinmaga. Kislorod yadrolarining protonlar bilanpereferik to’qnashuvlarida yemirilishi tadqiq qilinmagan.
Tadqiqotning maqsadi 3.25 A GeV/s impulsli kislorod yadrolarning protonlar bilan o’zaro tasirlashishlaridagi parchalanish jarayonlarida yetarlicha to’liq eksperimental ma’lumotlar olish hamda 3-300 GeV energiya oraliqlaridagi π‾,p, α, C(C)- va p(¹⁶O, ²⁰Ne)-to’qnashuvlarida protonlar xosil bo’lishining asosiy mexanizmlarini aniqlashdan iborat.
Maqsadga erishish uchun quyidagi tadqiqot vazifalari qo’yilgan:
Protonlar va π⁺- mezonlarning ko’plamchiligi hamda kinemtik xarakteristikalari to’g’risida o’ta aniq ma’lumotlar olish maqsadida ularni identifikatsiya qilish uslubini mukammallashtirish;
2 m propanli pufakchali kamera suyuqligida qisqa yugirish yo’liga (L<4 sm) ega bo’lgan turli zarralar yo’qotilishini hisobga olish;
4.2 va 9.9 GeV/s impulsli p(C₃H₈)-, 40 GeV/s impulsli π‾(C₃H₈)-, 300 GeV/s impulsli p(NeH₂)- to’qnashuvlar hamda 4.2 A GeV/s impulsli α(C₃H₈)- va C(C₃H₈)- to’qnashuvlaridan ma’lum turdagi yadroviy to’qnashuvlarni ajratish;
π‾,p, α, C(C)-va p(¹⁶O, ²⁰Ne)-to’qnashuvlarida xosil bo’luvchi proton parchalarining ko’plamchiliklarini va impuls taqsimotlarini taxlil qilish hamda protonlar hosil bo’lishining asosiy mexanizmlari ulushlarini aniqlash;
3.25 A GeV/s impulsli ¹⁶Op-to’qnashuvlarida massa sonlari A=2 va 4 ga teng bo’lgan yengil yadrolarni tadqiq qilish va ularning xosil bo’lish qonunyatlarini aniqlash;
3.25 A GeV/s impulsli ¹⁶Op-to’qnashuvlarida α-zarrachalar hosil bo’lishining asosiy mexanizmlari va qonunyatlarini o’rganish, geliy-4 yadrosi xosil bo’lishida noturg’un ⁸Be va ⁹B yadrolarining hamda uyg’otilgan uglerod-12 yadrolarining xissalarini hisoblash imkonini beruvchi fenemenologik modellarni yarayish.
3.25 A GeV/s impulsli ¹⁶Op-to’qnashuvlarida zaryadi 1-8 bo’lgan turg’un noturg’un izotoplarning xosil bo’lish ko’ndalang kesimlarini aniqlash;
Yadrolarda o’zaro kuchli bo’langan kamnuklonli brikmalar va ko’pbarionli holatlar mavjudligini aniqlash maqsadida yuqori energiyali π‾-mezonlar, protonlar va ⁴He hamda ¹²C yadrolarining uglerod yadrolari bilan protonlarning kislorod va neon yadrolari bilan to’qnashuvlarida kumulyativ protonlar xosil bo’lishini xar tomonlama tadqiq qilish.
Tadqiqotning obekti sifatida yuqori energiyali adron va yadrolar keltirib chiqargan yadroviy jarayonlar olingan.
Tadqiqotning predmeti – yadrolarning parchalanish jarayonlari, protonlar xosil bo’lishi, shu jumladan, kumulyativ protonlar xosil bo’lishi.
Tadqiqotning usullari. Yuqori energiyali yadrolar parchalanishi va zarralar xosil bo’lishiga inkluziv yondashishda matematik statistika usullari hamda kuchli magnit maydoniga joylashtirilgan pufakchali kamerani relativistik yadro va adronlar bilan nurlantirilganda olingan axborotlarni qayta ishlashga asoslangan eksperiment metodikasi.
Dissertatsiya tadqiqotning ilmiy yangiligi. Quyidagi olingan natijalardan iborat:
zaryadi Z = 1-8 bo’lgan turg’un va noturg’un izotoplarning ko’ndalang kesimlari 3.25 A GeV/s impulsli ¹⁶Op-to’qnashuvlarida o’ta yuqori aniqlikda topilgan va statistik xatoliklar chegarasida ko’zgu yadrolarning ko’ndalang kesimlari bir-biriga mos kelishi isbotlangan;
protonlar xosil bo’lishining asosiy mexanizmlari (bug’lanish mexanizmi, uyg’otilgan qoldiq yadroning Fermi-yemirilish mexanizmi va kaskad jarayonida protonlarni to’g’ridan-to’g’ri urib chiqarish mexanizmi) xissalari 40 GeV impulsli π‾C-, 300 GeV/s impulsli p²°Ne- va 3.25 A GeV impulsli ¹⁶Op-to’qnashuvlarida yarim emperik usuli bilan baxolangan. Ushbu ulushlar parchalanuvchi yengil yadroning energiyasi va massa soniga bog’liqemasligi va ularning birlamchi zarralar (pion yoki proton) turiga bog’liqligi topilgan;
π‾C(40 GeV/s)-, p²°Ne(300 GeV/s)- va ¹⁶Op(3.25 A GeV/s)-to’qnashuvlarida tez protonlar (p>0.25 GeV/s) xosil bo’lish mexanizmlari birlamchi energiyaga, birlamchi zarraning va parchalanuvchi yengil yadroning turiga hamda yadroning uyg’onish darajasiga bog’liq emasligi isbotlangan;
3.25 A GeVs impulsli ¹⁶Op-to’qnashuvlarida deytronlar xosil bo’lishining asosiy mexanizmlari – kaskad nuklonlarining birlashuv mexanizmi, nisbatan tez yengil parchalarning yemirilishi va deytronlarni kislorod yadrosi tarkibidan to’g’ridan-to’g’ri kvazielastik urib chiqarilishi aniqlangan;