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).