Спецкурс «Методология фотоядерных экспериментов».
Программа:
1.
Характерные
особенности
электромагнитных
проб при
исследовании
структуры
ядер и нуклонов.
Реальные и
виртуальные
фотоны.
- преимущества фотонов для изучения физики средних
энергий, объединяющей физику ядра и элементарных
частиц,
- энергетическая шкала взаимодействия фотонов с
ядрами и полные сечения фотопоглощения,
- амплитуды рассеяния фотонов и дисперсионные
соотношения,
- методы измерения полных сечений взаимодействия
фотонов с ядрами,
- наблюдаемые величины при изучении взаимодействия
поляризованных фотонов с ядрами,
- основные процессы взаимодействия фотонов с
нуклонами при средних энергиях,
- спектры тормозных и виртуальных фотонов.
2.
Обзор
современных
фотоядерных
проектов.
- общие схемы экспериментов с реальными и
виртуальными фотонами,
- основные параметры пучков и программы
экспериментов:
Argonne, Bates, TJLAB – рассеяние электронов,
TJLAB, MAMI – рассеяние фотонов,
LEGS, LADONE, GRAAL, ROKK – комптоновские фотоны.
3.
Методы
монохроматизации
пучков гамма
- квантов
средних
энергий.
Параметры пучков,
получаемых
разными
методами.
- мечение фотонов,
- аннигиляция ускоренных позитронов,
- обратное комптоновское рассеяние лазерных фотонов
на электронах,
- излучение фотонов из ориентированных
монокристаллов,
- методы регуляризации и разности фотонов.
4.
Метод
обратного
комптоновского
рассеяния
лазерных
фотонов на
электронах
высокой энергии.
Преимущества
по отношению
к другим
методам.
- дифференциальное сечение обратного комптоновского
рассеяния,
спектр комптоновских
фотонов,
связь
между энергией и углом рассеяния,
- поляризация пучка комптоновских фотонов,
- электромагнитный фон.
5.
Общая
схема
фотоядерного
эксперимента
по изучению
структуры
нуклонов.
Роль
основных компонентов.
- пучок фотонов (источник, коллиматоры, мониторы,
защита от фона),
- мишень,
- детектор продуктов взаимодействия,
- система сбора и предварительной обработки данных,
- программное обеспечение (управление и обработка).
6.
Методы
формирования
и измерения основных
параметров
пучка
гамма-квантов
при средних
энергиях.
- Основные элементы схемы получения пучка
комптоновских фотонов,
- Назначение коллиматоров,
- Устройство системы мечения,
- Измерение энергии и положения пучка.
7.
Требования
к детектору
для
регистрации
процессов
фоторождения
мезонов.
- главные части детектора,
- параметры широкоапертурного детектора,
- параметры регистрации в переднем направлении,
- нейтральная часть детектора,
- регистрация заряженных частиц.
8.
Общие
принципы
организации
системы сбора
и
обработки
данных.
Формирование
триггера.
- схема каналов регистрации сигналов с элементов
детектора,
- структура NTPL – файла, основные переменные
записи,
- понятие элемента детектора и кластера,
- формирование жесткого и софт-триггера,
- предварительная обработка событий.
9.
Основные
компьютерные
программы,
используемые
для
сбора и
предварительной
обработки
данных.
Калибровки.
- общая схема программного обеспечения, роль
программ DECODE, LAGDIG, PREAN.
- Калибровки шкал,
- Графическое отображение данных в
многопараметрическом режиме.
10. Моделирование
изучаемых
процессов и
его роль в
получении
экспериментальных
данных.
- Программа GEANT и генератор событий,
- Кинематическая эффективность регистрации,
- Аппаратурная эффективность регистрации.
11.
Основные
источники
фона и методы
его
подавления.
- Источники электромагнитного фона, аппаратурные и
программные способы его подавления,
- случайные совпадения и методы борьбы с ними,
- адронный фон и методы его подавления.
12.
Идентификация
мезонов и
нуклонов.
- Метод регистрации энергетических потерь и метод
времени пролета.
- Различия в параметров кластеров для мезонов,
нуклонов и гамма-квантов.
13.
Основные
критерии
отбора
событий
фоторождения
мезонов на
нуклоне.
- Отбор нейтральных и заряженных кластеров,
- Инвариантная и недостающая масса.
- Энергетический баланс,
- Кинематика и сохранение импульса.
14.
Алгоритм
определения
сечений и
асимметрии
реакций
фоторождения
нейтральных
пионов на
протоне.
- отбор двух нейтральных кластеров и определение
вероятности их наложений,
- Энергетический баланс,
- Кинематика и сохранение импульса,
- Инвариантная и недостающая масса,
- Определение дозы облучения,
- Расчет сечения по выходу реакции,
- Определение поправок и расчет абсолютных значений
дифференциальных и полных сечений,
- расчет асимметрии от поляризации гамма-пучка.
15.
Алгоритм
определения
сечений и
асимметрии
реакций
фоторождения
заряженных пионов
на
протоне.
- отбор кластеров для регистрации нейтрона и пиона,
- определение эффективности детектора,
- Энергетический баланс,
- Кинематика и сохранение импульса,
- Определение дозы облучения,
- Расчет сечения по выходу реакции,
- Определение поправок и расчет абсолютных значений
дифференциальных и полных сечений,
- расчет асимметрии от поляризации гамма-пучка.
16.
Алгоритм
определения
сечений и асимметрии
реакций
фоторождения
эта-мезонов на
протоне.
- выбор каналов распада для регистрации эта-
мезонов,
- отбор кластеров и определение вероятности их
наложений,
- Энергетический баланс,
- Кинематика и сохранение импульса,
- Инвариантная и недостающая масса,
- Определение дозы облучения,
- Расчет сечения по выходу реакции,
- Определение поправок и расчет абсолютных значений
дифференциальных и полных сечений,
- расчет асимметрии от поляризации гамма-пучка.
17.
Алгоритм
определения
сечений и
асимметрии
реакций
фоторождения
омега - мезонов
на протоне.
- выбор каналов распада для регистрации омега-
мезонов,
- отбор кластеров и определение вероятности их
наложений,
- Энергетический баланс,
- Кинематика и сохранение импульса,
- Инвариантная и недостающая масса,
- Определение дозы облучения,
- Расчет сечения по выходу реакции,
- Определение поправок и расчет абсолютных значений
дифференциальных и полных сечений,
- расчет асимметрии от поляризации гамма-пучка.
18.
Общие
отличия в
изучении
процессов
фоторождения
на
свободных и
внутриядерных
нуклонах.
- Проявление эффектов ядерной среды в полных
сечениях фотопоглощения,
- ЕМС - эффект и рассеяние электронов,
- Структурные константы нуклона,
- Квазиупругое рассеяние фотонов,
- Особенности отбора событий фоторождения мезонов
на связанных нуклонах.
19.
Роль и
функции
дежурного по
смене в
процессе
работы на
пучке.
- Запуск программы набора и записи данных,
- Проверки работы аппаратуры.
20.
Новые
направления
исследования
фотоядерных
Реакций.
- Кулоновская диссоциация релятивистских ионов.
- Встречные пучки электронов и тяжелых ионов.
21.
Прикладные
работы на
ускорителях электронов.
- Использование синхротронного излучения,
электронных и гамма – пучков в материаловедении,
медицине и других отраслях.
Литература:
1. В.Г.Недорезов, Ю.Н.Ранюк. Монография. «Фотоделение ядер за гигантским резонансом» .Изд.Наукова Думка , 1989 г., 190 стр.
2. В.Г.Недорезов. Научные отчеты ИЯИ РАН 1996-2003 г. (Изд.отд.ИЯИ РАН).