Se o campo aplicado E0 tem uma direção arbitrária, então o momento de dipolo induzido pode ser facilmente encontrado a partir da superposição

Onde, são os componentes do campo em relação aos eixos principais do elipsóide. Em problemas de espalhamento, os eixos coordenados são geralmente escolhidos para serem fixos em relação ao feixe incidente. Seja x" y" z" um sistema de coordenadas onde a direção de propagação é paralela ao eixo z". Se a luz incidente

x" é polarizado, então do teorema óptico temos:

Para realizar cálculos usando a fórmula (2.2), é necessário escrever os componentes p em relação aos eixos desenhados por linhas tracejadas. A igualdade (2.1) pode ser escrita na forma matricial:

Escrevemos vetores e matrizes coluna de uma forma mais compacta de acordo com a seguinte notação:

Com esta notação, 2.3 assume a seguinte forma:

Os componentes de um vetor arbitrário F são transformados de acordo com a fórmula:

Onde, etc Como resultado, de (2.5) e transformação (2.6) temos:

onde, devido à ortogonalidade dos eixos coordenados, a matriz inversa a é a matriz transposta. Assim, a polarizabilidade de um elipsóide é um tensor cartesiano; se seus componentes nos eixos principais são dados, então seus componentes nos eixos coordenados rotacionados podem ser determinados pela fórmula (2.8). A seção transversal de absorção para luz incidente - polarizada é determinada simplesmente pela fórmula:

Onde. Da mesma forma, se a luz incidente é polarizada, então

Se a amplitude de espalhamento vetorial

para um dipolo iluminado por luz -polarizada, substitua na equação da seção transversal, então obtemos a seção transversal de espalhamento

Onde usamos a identidade da matriz. Uma expressão semelhante vale para a seção transversal de espalhamento e para a luz polarizada incidente.

Inscrição.

A luz polarizada foi proposta para ser usada para proteger o motorista da luz ofuscante dos faróis de um carro que se aproxima. Se polaroids de filme com um ângulo de transmissão de 45o forem aplicados no para-brisa e nos faróis de um carro, por exemplo, à direita da vertical, o motorista verá claramente a estrada e os carros que se aproximam iluminados por seus próprios faróis. Mas para carros que se aproximam, as polaroids dos faróis serão cruzadas com a polaroid do para-brisa deste carro, e os faróis dos carros que se aproximam se apagarão.

Duas polaróides cruzadas formam a base de muitos dispositivos úteis. A luz não passa pelas polaroides cruzadas, mas se você colocar um elemento óptico entre elas que gire o plano de polarização, você pode abrir caminho para a luz. É assim que os moduladores de luz eletro-ópticos de alta velocidade são organizados. Eles são usados ​​em muitos dispositivos técnicos - em telêmetros eletrônicos, canais de comunicação óptica, tecnologia a laser.

Os chamados óculos fotocrômicos são conhecidos, escurecendo sob luz solar intensa, mas não são capazes de proteger os olhos com um flash muito rápido e brilhante (por exemplo, durante a soldagem elétrica) - o processo de escurecimento é relativamente lento. Óculos polarizados têm uma "reação" quase instantânea (menos de 50 microssegundos). A luz de um flash brilhante entra em fotodetectores em miniatura (fotodiodos), que fornecem um sinal elétrico, sob a influência de que os vidros se tornam opacos.

Óculos polarizados são usados ​​no cinema estéreo, o que dá a ilusão de tridimensionalidade. A ilusão baseia-se na criação de um par estéreo - duas imagens tiradas em ângulos diferentes, correspondentes aos ângulos de visão dos olhos direito e esquerdo. Eles são considerados para que cada olho veja apenas a imagem destinada a ele. A imagem para o olho esquerdo é projetada na tela através de uma polaroid com eixo de transmissão vertical, e para o olho direito com eixo horizontal, e são precisamente alinhadas na tela. O espectador olha através de óculos polaroid, em que o eixo da polaroid esquerda é vertical e o da direita é horizontal; cada olho vê apenas “sua própria” imagem, e surge um efeito estéreo.

Para a televisão estereoscópica, é usado o método de escurecimento rápido dos óculos, sincronizado com a mudança das imagens na tela. Devido à inércia da visão, surge uma imagem tridimensional.

Polaroids são amplamente utilizadas para amortecer o brilho do vidro e superfícies polidas, da água (a luz refletida por elas é altamente polarizada). Telas polarizadas e de luz de monitores de cristal líquido.

Os métodos de polarização são usados ​​em mineralogia, cristalografia, geologia, biologia, astrofísica, meteorologia e no estudo de fenômenos atmosféricos.

UDC 539,18

SEÇÃO DIFERENCIAL E PODER DE ANÁLISE VETORIAL DE ESPALHAMENTO DP ELÁSTICO A 2 GeV

A.A. Terekhin1),2)*, V.V. Glagolev2), V.P. Ladygin2), N.B. Ladygina2)

1) Universidade Estadual de Belgorod, st. Studencheskaya, 14, Belgorod, 308007, Rússia 2) Joint Institute for Nuclear Research, st. Joliot-Curie, b, Dubna, 141980, Rússia, *e-mail: [e-mail protegido]

Anotação. São apresentados os resultados das medições e o procedimento de processamento dos dados sobre a dependência angular da potência de análise vetorial Ay e a seção transversal para a reação de espalhamento elástico dp a uma energia de 2 GeV. Os resultados obtidos estão em boa concordância com dados experimentais mundiais e com cálculos teóricos realizados no âmbito do modelo relativístico de espalhamento múltiplo.

Palavras-chave: espalhamento elástico dp, seção transversal diferencial, poder de análise.

Introdução

Em conexão com o estudo ativo da natureza das forças nucleares e graus de liberdade não-nucleon, o interesse pelas reações nucleares mais simples e suas características de polarização aumentou muito recentemente. O estudo dos efeitos de polarização é necessário para resolver muitos problemas modernos de física nuclear e física de partículas elementares. A estrutura dos núcleos leves tem sido intensamente estudada nas últimas décadas com a ajuda de sondas eletromagnéticas e hadrônicas. Uma quantidade significativa de dados experimentais foi acumulada sobre a estrutura de spin de núcleos leves em pequenas distâncias internucleons. As reações p(d,p)d, 3He(d,p)4He, ou 3Hv(d,3d)^ são os processos mais simples com grande transferência de momento. Eles podem ser usados ​​como uma ferramenta para estudar a estrutura do deuteron e 3^, bem como os mecanismos de interação de nucleons a curtas distâncias.

O dêuteron tem um spin igual a 1, o que oferece amplas oportunidades na realização de inúmeros experimentos de polarização, que permitem obter novas informações sobre o comportamento de vários observáveis ​​independentes. Em contraste com as propriedades estáticas do deutério (energia de ligação, raio médio quadrático, momento magnético), sua estrutura em distâncias curtas foi muito menos estudada. Os componentes de alto momento nas funções de onda de deuteron correspondem à região de pequenas distâncias internucleon (r^m< 1 Фм), где нуклоны уже заметно перекрываются и теряют свою индивидуальность. Изучение поведения поляризационных наблюдаемых, чувствительных к спиновой структуре дейтрона на малых межнуклонных расстояниях, позволит

obter informações sobre a manifestação de graus de liberdade não-nucleon e efeitos relativísticos.

Nos últimos anos, vários estudos de observáveis ​​de polarização da reação de espalhamento dp-elástico foram realizados em várias faixas de energia. O objetivo da pesquisa é estudar observáveis ​​de polarização em energias intermediárias e altas. Para 270 MeV, os dados foram obtidos na seção de choque da reação, os coeficientes de transferência de polarização do deutério para o próton Kc, o vetor deutério Ay e as habilidades de análise do tensor A^ e a polarização Py. A seção transversal e o poder de análise vetorial são bem descritos pelos cálculos de Faddeev baseados em novos potenciais MM usando a força de três núcleos de Tucson-Melbourne. Por outro lado, a potência de análise do tensor Ay, os coeficientes de transmissão K^ e a polarização Py não são descritos por esses cálculos. Também para 270 MeV, os dados foram obtidos na seção transversal, Ау e А^ para a faixa angular em cm.A comparação com os cálculos de Faddeev mostra boa concordância entre todos os componentes das habilidades de análise. Uma discrepância notável é observada na seção transversal (30%) próximo ao ângulo β* = 120°.

Arroz. 1. Distribuição de eventos sobre o ângulo de dispersão em*

À medida que a energia aumenta, efeitos relativísticos e graus de liberdade não-nucleon começam a desempenhar um papel cada vez mais importante. Outro aspecto importante é que as habilidades de análise da reação são importantes o suficiente para uma polarimetria eficiente em uma ampla faixa de energias de dêuterons. Recentemente, foram obtidos dados sobre as habilidades de análise de Ay e A^ a 880 MeV na faixa angular de 60°< в* < 140° .

1. Experimente

A coleta de dados foi realizada em uma série de experimentos em uma câmara de hidrogênio de 100 cm exposta ao feixe de deutério extraído do sincrofasotron com uma energia de 2 GeV. O uso de câmaras de bolhas é digno de nota na medida em que a observação pode ser realizada em condições de geometria 4n. Uma característica da câmara de hidrogênio é que

que a interação ocorre apenas com prótons (o chamado alvo limpo). Além disso, a câmara está em um campo magnético, o que ajuda a identificar a massa das partículas secundárias.

Arroz. 2. Distribuições sobre o ângulo azimutal p para diferentes ângulos

Fonte Polaris de deuterons polarizados forneceu deuterons com valores teóricos de polarizações de vetor e tensor: (Pz, Pzz) = (+2/3, 0), (-2/3, 0) - modos polarizados e (0, 0) - moda não polarizada. Esses estados se alternavam em ciclos de acelerador, as marcas correspondentes eram transmitidas ao equipamento de gravação da câmera. Os eventos foram selecionados em mesas de visualização e medidos em máquinas semiautomáticas e HPD no JINR. O processamento matemático foi realizado utilizando os programas adaptados THRESH (reconstrução geométrica) e GRIND (identificação cinemática) do CERN, bem como uma cadeia de programas auxiliares para selecionar reações e registrar os resultados no DST (fita de resumo de resultados). Os eventos foram classificados de acordo com os resultados do programa de identificação cinemática (GRIND) utilizando os dados da avaliação das perdas por ionização. As informações de serviço necessárias para o processamento subsequente foram impressas em cada quadro do filme usando um quadro de informações. Em particular, ao trabalhar em um feixe de dêuterons polarizados, as informações sobre o estado de polarização que vinha em cada ciclo de aceleração da fonte de partículas polarizadas "POLARIS" eram impressas em forma codificada. No nosso caso - vetor. Essas informações foram armazenadas para cada evento e no horário de verão.

A polarização de deutérios foi calculada a partir de uma análise da assimetria azimutal de núcleons de recuo em espalhamento quase livre por um alvo de prótons. A análise foi realizada tanto para todos os eventos quanto para eventos na região de pequenos impulsos transferidos.

corujas (para< 0.065 ОеУ/с), т.к. в последней дейтронная и нуклонная векторные поляризации приблизительно равны. Полученное значение дейтронной поляризации равнялось Р? = 0.488 ± 0.061 .

2. Processamento de dados

Os valores para o poder de análise vetorial Ay foram encontrados processando eventos correspondentes a diferentes estados de polarização do feixe de deutério (os modos de polarização 1 e 2 correspondem a esses estados). A distribuição sobre o ângulo de espalhamento β* no sistema de centro de massa é mostrada na Fig. . 1.

Arroz. Fig. 3. Distribuição da quantidade R sobre o ângulo azimutal p para ângulos de espalhamento de 12°< в < 14°

A parte de trabalho do espectro foi dividida em intervalos sucessivos (bins). O número de eventos em cada intervalo foi normalizado para a largura do último. Para cada intervalo, foi construída uma distribuição sobre o ângulo de azimute p. Para pequenos ângulos de espalhamento θ*, as perdas de eventos são significativas (Fig. 2), devido ao fato de que, na fase de visualização, os rastros de prótons de recuo com momentos menores que 80 MeV/c não são mais visíveis na câmara. Além disso, há perdas azimutais associadas à ótica da câmera. Nesta área foram excluídos os intervalos correspondentes aos eventos perdidos. A eliminação por intervalos foi realizada simetricamente em relação aos valores p = 0o e p = 180°. Os eventos restantes foram usados ​​para calcular a seção transversal diferencial e o poder de análise.

Para cada intervalo selecionado ao longo do ângulo, o valor de R foi calculado:

onde N1 e N2 são os números de eventos para os valores do modo de rotação 1 e 2, respectivamente. A aproximação dos dados obtidos foi realizada pela função vidar0+p1 wt(p). Na fig. 3, como um

Como exemplo, a distribuição sobre o ângulo de azimute é dada para ângulos de 12°< в* < 14° в с.ц.м.

Para cada intervalo da distribuição sobre β*, foram obtidos os valores dos parâmetros p0 e p1 da função aproximadora p0 + p1 wt(p). O parâmetro p0 tem o significado da chamada falsa assimetria. O valor estimado de falsa assimetria, obtido aproximando os valores do parâmetro p0, não ultrapassa 5% e é p0 = -0,025 ± 0,014. O parâmetro p1 está relacionado com a capacidade de análise de y pela expressão:

Arroz. 4. Analisando a potência Ay da reação de espalhamento dp-elástico a uma energia de 2 GeV.

Símbolos sólidos são os resultados deste experimento, símbolos abertos são os dados obtidos em ANL. Linha - resultados de cálculos no âmbito do modelo de espalhamento múltiplo

Os valores obtidos para o poder de análise vetorial y são mostrados na fig. 4. Concordam com suficiente precisão com os dados obtidos na ANL e com os cálculos da teoria.

Eventos obtidos de ambos os feixes de deutério polarizados e não polarizados foram usados ​​para calcular a seção transversal para a reação de espalhamento dp-elástico. Foi feita uma análise da distribuição sobre o cosseno do ângulo de espalhamento θ* no sistema de centro de massa. Para cada intervalo Dv*, o intervalo correspondente Acosv* foi tomado (Fig. 5.6). Em seguida, a normalização foi realizada para a largura do intervalo A cos in*. A seção transversal da reação foi calculada pela fórmula:

onde a polarização vetorial do feixe é py = 0,488 ± 0,061 .

onde A = 0,0003342 ± 0,0000007 [mb/evento] é o equivalente em milibares do evento , A cos in* é a largura do intervalo na distribuição do número de eventos sobre o cosseno do ângulo de espalhamento in*.

Arroz. B. Distribuição de eventos sobre o ângulo de dispersão O*

Arroz. b. Distribuição de eventos por cos О*

À medida que o ângulo de espalhamento θ* aumenta, o desvio da isotropia diminui. Em β* > 20°, a distribuição se torna isotrópica. Na distribuição sobre o ângulo azimutal p, foram excluídos os bins correspondentes aos eventos perdidos. A exclusão foi realizada dentro dos mesmos limites do cálculo do poder de análise Ay.

Arroz. 7. Seções transversais diferenciais em cm. Símbolos sólidos - resultados deste experimento, símbolos abertos - dados de trabalho, linha sólida - resultados

cálculos teóricos

Os valores obtidos da seção transversal da reação dependendo do ângulo θ* foram comparados com

dados mundiais, bem como com cálculos teóricos realizados no âmbito do modelo relativista de espalhamento múltiplo e, como pode ser visto na Fig. 7 estão de acordo.

Conclusão

Os valores são obtidos para a potência de análise vetorial e a seção transversal da reação de espalhamento elástico dp a uma energia de 2 GeV em uma faixa angular de 10°< в* < 34° в с.ц.м. Проведено сравнение с мировыми данными и с теоретическими расчетами, выполненными в рамках релятивистской модели многократного рассеяния. Выявлено хорошее согласие теоретических и экспериментальных значений.

Literatura

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SEÇÃO TRANSVERSAL DIFERENCIAL E PODER DE ANÁLISE VETORIAL NO ESPALHAMENTO D-P ELÁSTICO A 2,0 GeV A.A. Terekhin 1)'2)*, V.V. Glagolev2), V.P. Ladygin2), N.B. Ladygina2)

Universidade Estadual de Belgorod,

Studencheskaja St., 14, Belgorod, 308007, Rússia

2) Instituto Conjunto de Pesquisas Nucleares,

Zholio-Kjuri St., 6, Dubna, 141980, Rússia, * e-mail: [e-mail protegido]

resumo. Os resultados das medições, bem como o procedimento de manipulação dos dados sobre a dependência angular das potências de análise vetorial Ay e seção de choque diferencial para espalhamento dp-elástico em Ed = 2 GeV são relatados. Os dados obtidos estão em boa concordância com os dados existentes e cálculos teóricos feitos no âmbito do modelo de espalhamento múltiplo relativístico.

Palavras-chave: espalhamento dp elástico, seção transversal diferencial, possibilidade de análise.

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Isupov Alexander Yurievich. Medidas da capacidade de análise tensorial T20 na reação de fragmentação de deutérios em píons em ângulo zero e desenvolvimento de software para sistemas de aquisição de dados para instalações em feixes polarizados: dissertação ... Candidato a Ciências Físicas e Matemáticas: 01.04.16, 01.04.01 . - Dubna, 2005. - 142 p.: il. RSL OD, 61 06-1/101

Introdução

I Configurando o experimento 18

1.1 Motivação 18

1.2 Configuração experimental 20

1.3 Medições metodológicas e modelagem 24

1.4 Organização e princípio de funcionamento do gatilho 33

Software 40

II.1 Observações introdutórias 40

II.2 Sistema de coleta e processamento de dados qdpb 42

II.3 Visualizações configuráveis ​​de dados e hardware 56

II.4 Meios de representação de dados dependentes da sessão. 70

II.5 Sistema DAQ ESFERA 74

II. 6 Sistemas de Aquisição de Dados Polarímetros 92

III. Resultados experimentais e discussão 116

III.1 Análise de fontes de erros sistemáticos 116

III.2 Dados experimentais 120

Sh.3. Discussão de dados experimentais 127

Conclusão 132

Literatura 134

Introdução ao trabalho

B.1 Introdução

O trabalho de dissertação apresenta os resultados experimentais de medidas do poder de análise tensorial de Tr na reação de fragmentação de deutérios tensores polarizados em píons cumulativos (sub-limiares). As medições foram realizadas pela colaboração SPHERE em um feixe de dêuterons polarizados por tensor no complexo acelerador do Laboratório de Alta Energia do Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear (LHE JINR, Dubna, Rússia). O estudo de observáveis ​​de polarização fornece informações mais detalhadas, em comparação com reações com partículas não polarizadas, sobre o Hamiltoniano de interação, os mecanismos de reação e a estrutura das partículas envolvidas na reação. Até o momento, a questão das propriedades dos núcleos em distâncias menores ou comparáveis ​​ao tamanho de um nucleon não foi adequadamente estudada tanto do ponto de vista experimental quanto teórico. De todos os núcleos, o dêuteron é de particular interesse: primeiro, é o núcleo mais estudado do ponto de vista experimental e teórico. Em segundo lugar, para o deutério, como para o núcleo mais simples, é mais fácil entender os mecanismos de reação. Terceiro, o dêuteron tem uma estrutura de spin não trivial (spin igual a 1 e um momento quadrupolo diferente de zero), que oferece amplas possibilidades experimentais para estudar observáveis ​​de spin. O programa de medição, no âmbito do qual foram obtidos os dados experimentais apresentados na dissertação, é uma continuação natural dos estudos da estrutura de núcleos atômicos em reações com a produção de partículas cumulativas na colisão de núcleos não polarizados, bem como observáveis ​​de polarização na reação de desintegração de deutério. Os dados experimentais apresentados na dissertação permitem avançar na compreensão da estrutura de spin do deutério a pequenas distâncias internucleons e complementam as informações sobre a estrutura do deutério obtidas em experimentos com sonda de lépton e no estudo da reação de ruptura de deutérios polarizados por tensor e, portanto, parecem ser relevantes. Até o momento, os dados apresentados na dissertação são os únicos, pois tais estudos requerem feixes de dêuterons polarizados com energia de vários GeV, que atualmente e nos próximos

anos estarão disponíveis apenas no complexo de aceleradores JINR LHE, onde é natural continuar a pesquisa nessa direção. Os dados mencionados foram obtidos como parte de uma colaboração internacional, foram relatados em várias conferências internacionais e também publicados em periódicos revisados ​​por pares.

Ainda neste capítulo, apresentamos as informações sobre partículas cumulativas necessárias para uma apresentação posterior, as definições usadas na descrição dos observáveis ​​de polarização, e também fazemos uma breve revisão dos resultados conhecidos na literatura sobre a reação de quebra de deutério.

B.2 Partículas cumulativas

Os estudos das regularidades do nascimento das partículas cumulativas vêm sendo realizados desde o início dos anos setenta do século XX, , , , , , , , , , , , . O estudo das reações com a produção de partículas cumulativas é interessante, pois fornece informações sobre o comportamento da componente de alto momento (> 0,2 GeV/c) em núcleos em fragmentação. Esses grandes momentos internos correspondem aos pequenos (xx > 1, onde as seções transversais se tornam muito pequenas.

Antes de mais nada, vamos definir o que será melhor entendido pelo termo "partícula cumulativa" (ver, por exemplo, as referências nele contidas). Partícula com, nascido em reação:

Ag + AP -Ї- c + x, (1)

é chamado de "cumulativo" se as duas condições a seguir forem atendidas:

a partícula c nasceu em uma região cinemática inacessível na colisão de nucleons livres tendo o mesmo momento por nucleon que os núcleos A/ e Ats na reação (1);

partícula com pertence à região de fragmentação de uma das partículas em colisão, i.e. deve ser feito ou

\YNo-Yc\^\YA-Yc\., (2)

Onde Yié a velocidade da partícula correspondente z. Segue-se da primeira condição que pelo menos uma das partículas em colisão deve ser um núcleo. Pode-se ver a partir da segunda condição que as partículas em colisão entram nessa definição de forma assimétrica. Nesse caso, a partícula que estiver mais próxima da cumulativa em termos de velocidade será chamada de partícula fragmentadora, e a outra das partículas em colisão será chamada de partícula na qual ocorre a fragmentação. Normalmente, os experimentos com a produção de partículas cumulativas são montados de tal forma que a partícula detectada fica fora do intervalo de rapidez [Vpn, )%]. Neste caso, a segunda condição se reduz ao requisito de uma energia de colisão suficientemente grande:

\VOCÊAp - Nocom\ « \YAl~ Sc\ = |U L//- Sc\ + \YA-YAl\ . (4)

Segue-se dos dados experimentais (veja, por exemplo, , , , , , , , ) que para experimentos em um alvo fixo, a forma do espectro de partículas cumulativas depende fracamente da energia de colisão, começando pelas energias do incidente partículas Th > 3-4 GeV. Esta afirmação é ilustrada na Fig. 1, reproduzido de , que mostra as dependências da energia do próton incidente: (b) a razão das saídas de píons de diferentes sinais 7r~/tr + e (a) o parâmetro da inclinação inversa do espectro T 0 para aproximação Edcr/dp= Sehr(- T^/Tq) seções transversais para a produção de píons cumulativos medidos em um ângulo de 180. Isso significa que a independência da forma dos espectros da energia primária começa com a diferença nas velocidades das partículas em colisão \Simvocê-YAl\ > 2.

Outro padrão estabelecido é a independência dos espectros de partículas cumulativas do tipo de partícula em que ocorre a fragmentação (ver Fig. 2).

Como a dissertação considera dados experimentais sobre a fragmentação de dêuterons polarizados em píons cumulativos, as regularidades estabelecidas nas reações com a produção de partículas cumulativas (dependência da massa atômica do núcleo fragmentado, dependência do tipo de partícula detectada etc.) não será discutido em mais detalhes. Se necessário, eles podem ser encontrados nas revisões: , , , .

- h

h 40 ZO

M і-

presente experimento

Cerca de 7G*1TG "Eu

+ -

Experiência atual v Referência 6

Arroz. 1: Dependência da energia do próton incidente (TR) (a) o parâmetro de inclinação inversa T 0 e (b) a razão das saídas tt~/tg + , integrado a partir de uma energia de píon de 100 MeV. A figura e os dados marcados com círculos são retirados de . Os dados marcados com triângulos são citados de .

B.3 Descrição dos estados polarizados de partículas com spin 1

Para conveniência de apresentação adicional, damos uma breve visão geral dos conceitos , , que são usados ​​para descrever as reações de partículas com spin 1.

Sob condições experimentais comuns, um conjunto de partículas de spin (feixe ou alvo) é descrito pela matriz de densidade R, cujas principais propriedades são as seguintes:

Normalização Sp(jo) = 1.

hermiticidade p = p + .

D-H"

.,- Comf

O - Sim 4 -Pbsh l

, . f,

" -" -. і.. -|-і-

Variável de Escala Cumulativa Xcom

Arroz. 2: Dependência da seção transversal para a produção de partículas cumulativas na variável de escala cumulativa Xcom (57) (ver ponto III.2) para a fragmentação de um feixe de deutérios em vários alvos em píons com ângulo zero. Foto retirada do trabalho.

3. Média do operador Sobre calculado como (O) = Sp(Op).

A polarização de um conjunto (por definição, um feixe) de partículas com spin 1/2 é caracterizada pela direção e valor médio do spin. No que diz respeito às partículas com spin 1, deve-se distinguir entre polarizações vetoriais e tensoras. O termo "polarização tensorial" significa que a descrição de partículas com spin 1 usa um tensor de segunda ordem. Em geral, partículas com spin / são descritas pelo tensor de posto 21, de modo que para / > 1 deve-se distinguir entre os parâmetros de polarização das 2ª e 3ª fileiras, e assim por diante.

Em 1970, no 3º Simpósio Internacional sobre Fenômenos de Polarização, foi adotada a chamada Convenção de Madison, que, em particular, regulamenta a notação e terminologia para experimentos de polarização. Ao gravar uma reação nuclear L(a, b)B As setas são colocadas sobre as partículas que reagem em estado polarizado ou cujo estado de polarização é observado. Por exemplo, a notação 3 H(rf,n) 4 He significa que o alvo não polarizado 3 H é bombardeado por dêuterons polarizados d e essa polarização dos nêutrons resultantes é observada.

Ao falar sobre medir a polarização de uma partícula b em uma reação nuclear, queremos dizer o processo L(a, b) B, Essa. neste caso, o feixe e o alvo não são polarizados. Os parâmetros que descrevem as mudanças na seção transversal da reação quando o feixe ou o alvo (mas não ambos) são polarizados são chamados de potências de análise da reação da forma A(a,b)B. Assim, além de casos especiais, as polarizações e as habilidades analíticas devem ser claramente distinguidas, pois caracterizam reações diferentes.

Tipo de reações A(a, b)B, A(a, b)B etc. são chamadas de reações de transferência de polarização. Parâmetros que relacionam os momentos de spin de uma partícula b e partículas a, são chamados de coeficientes de transferência de polarização.

O termo "correlações de spin" é aplicado a experimentos sobre o estudo de reações da forma A(a, b)B e A(a, b)B, além disso, neste último caso, a polarização de ambas as partículas resultantes deve ser medida no mesmo evento.

Em experimentos com um feixe de partículas polarizadas (medidas de habilidades de análise), de acordo com a Convenção de Madison, o eixo z guiado pelo momento da partícula do feixe kjn, eixo s- em para(P X kFora(isto é, perpendicular ao plano de reação), e o eixo X deve ser direcionado de modo que o sistema de coordenadas resultante seja destro.

Estado de polarização de um sistema de partículas com spin EU pode ser totalmente descrito por (2/+1) 2 -1 parâmetros. Assim, para partículas com spin 1/2, três parâmetros pi formar um vetor R, chamado de vetor de polarização. Expressão em termos do operador spin 1/2, denotado uma, Segue:

Pi =yy,Z, (5)

onde colchetes angulares significam a média de todas as partículas do conjunto (no nosso caso, o feixe). Valor absoluto R limitado \p\ 1. Se misturarmos incoerentemente n + partículas em um estado de spin puro, i.e. completamente polarizada em alguma direção dada, e n_ partículas completamente polarizadas na direção oposta, a polarização será p =" + ^~, ou

+ p = N + ~N_, (6)

se sob N + = PP+ P _ e JV_ = ~jf^- entenda a fração de partículas em cada um dos dois estados.

Como a polarização de partículas com spin 1 é descrita por um tensor, sua representação se torna mais complicada e menos visual. Os parâmetros de polarização são algumas quantidades observáveis

operador de rotação 1, S. Dois conjuntos diferentes de definições para os parâmetros de polarização correspondentes são usados ​​- momentos tensoriais cartesianos ri rc e tensores de spin tjsq. Em coordenadas cartesianas, de acordo com a Convenção de Madison, os parâmetros de polarização são definidos como

Pi= (Si)(polarização vetorial), (7)

pij- -?(SiSj.+SjSi)- 25ij(polarização do tensor), (8)

Onde S- operador de rotação 1, eu j= x,y,z. Na medida em que

S(S+1).= 2, (9)

nós temos uma conexão

Рхх + Ruy + Pzz = 0 (10)

Assim, a polarização tensorial é descrita por cinco quantidades independentes (pág.zx, Ruu, Rhu, pXz, Pyz)-> que, juntamente com os três componentes do vetor de polarização, fornece oito parâmetros para descrever o estado polarizado de uma partícula com spin 1. A matriz de densidade correspondente pode ser escrita como:

P = \i^ + \is + \vij(SiSj+ SjSi)).. (11)

A descrição do estado de polarização em termos de tensores de spin é conveniente, pois são mais fáceis que os cartesianos, eles são transformados durante as rotações do sistema de coordenadas. Os tensores de spin estão relacionados entre si pela seguinte relação (veja):

hq~N(fc i9i fc 2&|fcg)4 w ,4 2(ft , (12)

Onde (kiqik 2 q2\kq) ~ Coeficientes de Clebsch-Gordan, e N- coeficiente de normalização, escolhido para que a condição seja cumprida

Sp.(MU) = (^ + 1)^,^ (13)

Os momentos de rotação mais baixos são:

І 11 \u003d 7 ^ (^ + ^ y) "(14)

t\ -\ = -^(Sx- éy) .

Para rotação/índice para executa valores de 0 a 21, a |e| j. Valores negativos q pode ser descartado porque há uma conexão tk _ q = (-1)41 + $# spin 1 momentos tensores esféricos são definidos como

t\\ ~ ~*-(Sx ) (polarização vetorial),

tii.= -&((Ss+ iSy)Sg.+ Sx(Sx+ éy)) ,

oi = 2 ((Sx+ iSy) 2 ) (polarização de tensores).

Assim, a polarização vetorial é descrita por três parâmetros: real para e abrangente "tu, e polarização tensorial - cinco: real I20 e complexo I2b ^22-

Em seguida, considere a situação em que o sistema de spin tem simetria axial em relação ao eixo С (notação z deixar para o sistema de coordenadas associado com a reação em consideração, como descrito acima). Este caso particular é interessante porque os feixes de fontes de íons polarizados geralmente possuem simetria axial. Imaginemos um estado como uma mistura incoerente contendo uma fração N+ partículas com spins ao longo, fração N- partículas com spins ao longo de - e a fração JVo de partículas com spins uniformemente distribuídos em direções no plano perpendicular a k. Neste caso, apenas dois momentos de polarização do feixe são diferentes de zero, t para (ou sch) e t 2 Q(ou R#). Vamos direcionar o eixo de quantização ao longo do eixo de simetria C e substituir i na notação por t e z para (". É óbvio que (*%) é simplesmente igual a N + - iV_, e de acordo com (15) e (7):

você = \-(iV+-JV_) ou (17)

p = (N + - i\L) (polarização vetorial).

De (16) e (8) segue que

T2o = -^(l-3iVo) ou (18)

Ptf= (1 - 3iVo) (polarização ou alinhamento do tensor),

onde é usado que (JV+ + i\L) = (1 - iV 0).

Se todos os momentos da 2ª fila estiverem ausentes (N 0 = 1/3) falam de uma polarização de feixe puramente vetorial. Os valores máximos possíveis da polarização de tal feixe

tis" = yfifi ou C 19)

pmáx. _ 2/3 (polarização vetorial pura).

Para o caso de polarização puramente tensorial (tu = 0) das equações (17) e (18) obtemos

-s/2 2 oleoso (20)

O limite inferior corresponde Não = 1, topo - N+ ~ N_= 1/2.

Em geral, o eixo de simetria COM, feixe polarizado da fonte pode ser orientado arbitrariamente em relação ao sistema de coordenadas xyz, associada à reação em questão. Vamos expressar os momentos de spin neste sistema. Se a orientação do eixo ( definido por ângulos /3 (entre os eixos z e C) e f(rotação em - f em torno do eixo z traz o eixo C em um plano yz), como mostrado na Fig. 3, e no sistema COM, polarizações de feixe são t\ 0 , m 20 , então os momentos tensores no sistema xyz são iguais:

Momentos vetoriais: Momentos tensores:

t 20 = y(3cos 2 /?-i), (21)

iston = ^8 IP0ЄSe. até= " %T2 % Silljgcos/fe**",

s/2 s/2

No caso geral, a seção invariável a = Edijdp reações A(a,b)Bé escrito como:

Quantidades T)sch são chamadas de habilidades de análise da reação. A Convenção de Madison recomenda que os poderes de análise tensorial sejam denotados como Tkq (esférico) e UMAistoAts(Cartesiano). Quatro habilidades de análise - vetor GTe e tensor T 20 , TG\ e Тії

Arroz. 3: Orientação do eixo de simetria ( feixe polarizado em relação ao sistema de coordenadas xyz, associada à reação xz- plano de reação, /3 - ângulo entre os eixos z(direção do feixe incidente) e, rotação em - f em torno do eixo z eixo condutor; no avião yz.

- estão real devido à conservação da paridade, e 7\ 0 = 0. Levando em conta essas restrições, a equação (22) assume a forma:

a = cro, , , . No geral, os espectros experimentais obtidos são bem descritos pelos espectros

mecanismo tator usando WFD convencional, por exemplo, o Reid ou Paris WFD.

Arroz. 5: Distribuição de momento relativo do núcleo no deutério extraído de dados experimentais para várias reações envolvendo o deutério. Foto retirada do trabalho.

Então, da Fig. 5 mostra que as distribuições de momento de nucleons no deutério estão em bom acordo, extraídas dos dados para as reações: espalhamento inelástico de elétrons no deutério d(e,e") X, dispersão elástica próton-deuteron para trás p(d,p)d, e o colapso do deutério. Exceto para intervalo de pulso interno para de 300 a 500 MeV/c, os dados são descritos pelo mecanismo espectador usando o PFD de Paris. Mecanismos adicionais foram invocados para explicar a discrepância nesta área. Em particular, levando em consideração a contribuição do reespalhamento de píons no estado intermediário , , torna possível descrever satisfatoriamente os dados. No entanto, a incerteza nos cálculos é de cerca de 50 % devido à incerteza no conhecimento da função de vértice ir, que, além disso, em tais cálculos deve ser conhecido fora da casca de massa. Neste trabalho, para explicar os espectros experimentais, levamos em conta o fato de que para grandes momentos internos (ou seja, pequenas distâncias internucleons)

yany Pousada- 0,2/"para) graus de liberdade não nucleares podem aparecer. Em particular, nesse trabalho, uma mistura do componente de seis quarks \6q), cuja probabilidade era ~-4,%.

Assim, pode-se notar que, em geral, os espectros de prótons obtidos durante a fragmentação de deutérios em prótons em ângulo zero podem ser descritos até momentos internos de ~ 900 MeV/c. Nesse caso, é necessário levar em consideração os diagramas que seguem após a aproximação do momento, ou modificar o PFD levando em consideração a possível manifestação de graus de liberdade não nucleon.

Os observáveis ​​de polarização para a reação de separação de deutérios são sensíveis à contribuição relativa dos componentes do PFD correspondentes a diferentes momentos angulares, de modo que experimentos com dêuterons polarizados fornecem informações adicionais sobre a estrutura de deuterons e os mecanismos de reação. Atualmente, existem extensos dados experimentais sobre o poder de análise do tensor T 2 cerca de para a reação de ruptura de dêuterons polarizados por tensor. A expressão correspondente no mecanismo do espectador é dada acima, veja (30). Dados experimentais para T 2 q, obtidos nos trabalhos , , , , , , , , , são mostrados nas Figs. 6, o que mostra que a partir de momentos internos da ordem de 0,2 × 0,25 GeV/c, os dados não são descritos por PFDs de dois componentes geralmente aceitos.

A contabilização da interação no estado final melhora a concordância com os dados experimentais até momentos da ordem de 0,3 GeV/c. A contabilização da contribuição do componente de seis quarks no deutério permite descrever os dados até momentos internos da ordem de 0,7 GeV/c. Comportamento T 2 cerca de para momentos da ordem de 0,9 - L 1 GeV/c está de acordo com os cálculos no âmbito da QCD usando o método de amplitudes nucleares reduzidas, , levando em conta a antisimetrização de quarks de diferentes nucleons.

Então, resumindo o que foi dito acima:

Dados experimentais para a seção transversal de fragmentação de dêuterons não polarizados em prótons em ângulo zero podem ser descritos em termos do modelo de nucleon.

Até agora, os dados para T20 foram descritos apenas em termos de graus de liberdade não-nucleon.

Medições e modelagem metódicas

Medidas da capacidade de análise tensorial G20 da reação d + A -(0 - 0) + X fragmentação de deutérios polarizados relativísticos em píons cumulativos foram realizadas no canal 4V do sistema de extração lenta do Sincrofasotron LHE JINR. O canal 4B está localizado na sala de medição principal do complexo do acelerador (o chamado prédio 205). Deuterons polarizados foram criados pela fonte POLYA-RIS, que é descrita em .

As medições foram realizadas nas seguintes condições: 1. o valor de estiramento (tempo de extração) do feixe foi de 400 500 ms; 2. taxa de repetição 0,1 Hz; 3. a intensidade variou na faixa de 1109 a 5109 deuuterons por gota; 4. O valor da polarização do tensor do feixe de deutério foi pzz 0,60-0,77, variando ligeiramente (não mais que 10%, ver 0,25; 5: o eixo de quantização para polarização sempre foi direcionado verticalmente; 6. Três estados de polarização foram fornecidos - "+" (sinal positivo de polarização), "-" (sinal negativo de polarização), "0" (ausência de polarização), que mudou a cada ciclo do acelerador, de modo que em três ciclos sucessivos o feixe tinha diferentes estados de polarização. Na primeira série de medições, realizada em março de 1995, a magnitude da polarização vetorial e tensorial foi medida no início e no final do ciclo completo (sessão) de medições utilizando um polarímetro de alta energia descrito no trabalho - o -chamado. polarímetro ALFA.

Na primeira série de medições , , , usamos a mostrada na Fig. 8 é a configuração da configuração com o alvo localizado no foco F3 (chamaremos de “primeira configuração” para abreviar).

O feixe extraído de deutérios primários foi focalizado por um gibão de lentes quadrupolo em um alvo localizado no foco F3. A distribuição de intensidade no alvo no plano perpendicular à direção do feixe foi próxima à distribuição gaussiana com dispersões mx n 6 mm ey ≈ 9 mm ao longo dos eixos horizontal e vertical, respectivamente. Foram utilizados alvos cilíndricos de carbono (50,4 g/cm2 e 23,5 g/cm2) com diâmetro de 10 cm, o que permitiu supor que todo o feixe primário atingiu o alvo.

O monitoramento da intensidade do feixe de deutérios incidente no alvo foi realizado usando a câmara de ionização 1C (ver Fig. 8), localizada em frente ao alvo a uma distância de 1 m do mesmo, e dois telescópios de cintilação Mi e M2, três balcões cada, voltados para uma folha de alumínio de 1 mm de espessura. Os monitores não foram completamente calibrados. A diferença na determinação da intensidade relativa em diferentes monitores chegou a 5%. Essa diferença foi incluída no erro sistemático.

Contadores de cintilação nos focos F4 (F4b F42), F5 (F5i) e F6 (F6i) foram usados ​​para medir o tempo de voo nas bases de 74 metros (F4-F6) e 42 metros (F5-F6). Os contadores de cintilação Si e Sz e, se necessário, um contador Cherenkov C (com índice de refração n = 1,033) foram usados ​​para gerar o disparo. Hodoscópios de cintilação HOX, HOY, HOU, H0V foram usados ​​para controlar o perfil do feixe em F6. As características dos contadores são dadas na Tabela 1. A primeira configuração do experimento, devido à presença de seis ímãs defletores, tornou possível ter uma relação fundo/sinal insignificantemente pequena (menos de 10–4) para tempo de -flight espectros mesmo em partículas carregadas positivamente. A supressão de prótons (em duas ordens de magnitude) no gatilho usando um contador Cherenkov foi usada para reduzir o tempo morto. O inconveniente de tal configuração está associado à necessidade de reconfigurar um grande número de elementos magnéticos. Portanto, os dados experimentais na primeira configuração foram coletados em um momento de píon fixo de 4 V (3,0 GeV/c), cujo aumento no grau de sublimiar foi alcançado pela redução do momento de deuteron. Na segunda série de medições, realizada em junho-julho de 1997, os dados foram coletados em uma configuração ligeiramente diferente da configuração com o alvo localizado no foco F5 (doravante denominado "segunda configuração"), conforme mostrado na Fig. . 9. Em tal formulação, as cargas dos contadores de cabeça aumentam, especialmente nas medições em partículas positivas. Para reduzir a influência de tais cargas, um hodoscópio de cintilação NT foi usado na parte da cabeça, que consistia em oito cintiladores plásticos vistos de ambos os lados do FEU-87. Os sinais deste hodoscópio foram usados ​​para análise de tempo de voo (com base em 30 m), que neste caso foi realizada para cada elemento independentemente. A posição e o perfil do feixe (ax 4 mm, ty = 9 mm) sobre o alvo foram monitorados por uma câmara de arame, a intensidade - por uma câmara de ionização 1C e telescópios de cintilação M e Mg. As medições da segunda série foram realizadas com um alvo de hidrogênio (7 g/cm2), um alvo de berílio (36 g/cm2) na forma de um paralelepípedo com um tamanho mínimo transversal (em relação ao feixe) de 8x8 cm2 e um alvo de carbono (55 g/cm2 ) de forma cilíndrica com diâmetro de 10 cm são mostrados na tabela 3.

Dados configuráveis ​​e visualizações de hardware

A maneira recomendada de escrever um módulo de trabalho é que as leituras e gravações sejam executadas como operações de entrada e saída em buffer nos fluxos de entrada e saída padrão de um processo de bloqueio; o sinal SIGPIPE e o estado EOF fazem com que o processo termine normalmente. O módulo de trabalho pode ser implementado dependente e independente da composição dos dados coletados (ou seja, o conteúdo dos corpos dos pacotes) e do equipamento atendido (doravante referido como "dependente da sessão" e "independente da sessão"4, respectivamente ).

O módulo de controle é um processo que não trabalha com fluxo de pacotes de dados e se destina, via de regra, a controlar algum(s) elemento(s) do sistema qdpb. A implementação de tal módulo, portanto, não depende do conteúdo do fluxo de pacotes, nem do conteúdo dos corpos dos pacotes, o que garante sua universalidade (independência de sessão).

Além disso, os processos que recebem dados de origem não por meio de fluxos de pacotes também são classificados aqui, por exemplo, módulos para apresentação (visualização) de dados processados ​​na implementação atual do sistema SPHERE DAQ, ver parágrafo II.5. Tal módulo de controle pode ser implementado de maneira independente de sessão ou dependente de sessão.

Um módulo de serviço é um processo que organiza os fluxos de pacotes e não faz alterações neles. Ele pode ler a partir do fluxo de pacotes e/ou gravar no fluxo de pacotes, enquanto o conteúdo dos fluxos de entrada e saída do módulo de serviço é idêntico. A implementação do módulo de serviço não depende do conteúdo do fluxo de pacotes, nem do conteúdo dos corpos dos pacotes, o que garante sua universalidade.

Um ponto de ramificação é um ponto inicial e/ou final para vários fluxos de pacotes e destina-se a criar vários fluxos de pacotes de saída idênticos de vários fluxos de pacotes de entrada diferentes (gerados por fontes diferentes). O ponto de ramificação não altera o conteúdo dos pacotes. A implementação do ponto de ramificação é independente do conteúdo dos fluxos de pacotes, o que o torna universal. A ordem dos pacotes dos vários fluxos de entrada no fluxo de saída é arbitrária, mas a ordem dos pacotes de cada um dos fluxos de entrada é preservada: O ponto de ramificação também implementa um buffer de pacote e fornece um meio de gerenciá-lo. Recomenda-se implementar um ponto de ramificação como parte do kernel do SO (na forma de um módulo ou driver carregável) que forneça a chamada de sistema apropriada (chamadas) para gerenciar seu próprio estado, emitindo esse estado para fora, gerenciando o buffer de pacotes, registrando fluxos de entrada e saída trabalhando com ele. Dependendo do estado interno, o syscall do ponto de ramificação recebe (bloqueia o recebimento, recebe e ignora) pacotes de qualquer fluxo de entrada e o syscall envia (bloqueia o envio) de todos os pacotes recebidos para os fluxos de saída.

O event stitcher5 é uma variante do ponto de ramificação, também projetado para criar vários fluxos de pacotes de saída idênticos de vários fluxos de entrada de pacotes diferentes (de fontes diferentes). O event stitcher modifica o conteúdo dos pacotes da seguinte forma: o cabeçalho de cada um dos pacotes de saída é obtido fazendo um novo cabeçalho de pacote, e o corpo é obtido conectando sequencialmente os corpos de um ou mais (um de cada fluxo de entrada - o chamado canal de entrada) assim chamado. pacotes de entrada "correspondentes" a ele. Na implementação atual, para corresponder os pacotes de entrada e saída, é necessário o seguinte: - correspondência de tipos (header.type) de pacotes de entrada e saída declarados para cada canal de entrada quando ele é registrado, e - correspondência de números (cabeçalho .num) de pacotes de entrada para candidatos para correspondência em todos os canais de entrada. O termo "event stitcher" foi introduzido porque caracteriza com mais precisão a funcionalidade proposta (bastante simples), em contraste com sistemas bastante complexos chamados "event builder". Pacotes com tipos que não possuem correspondência declarada são descartados quando entram nos canais de entrada. Os pacotes com números que não correspondem em todos os canais de entrada são descartados. A implementação do encadernador de eventos é independente do conteúdo dos pacotes. Recomenda-se implementar o event stitcher como parte do kernel do SO (na forma de um módulo ou driver carregável) que fornece a chamada de sistema apropriada (chamadas) para gerenciar seu próprio estado, emitir esse estado para fora e registrar entrada e saída fluxos trabalhando com ele. O supervisor é um módulo de controle (ou de trabalho, se houver pacotes de controle implementados) que pelo menos inicia, para e controla o sistema qdpb ao comando do usuário do sistema (doravante denominado "operador"). A correspondência das ações do supervisor com os comandos do operador é descrita no arquivo de configuração do primeiro sv.conf(S). Na implementação atual, o arquivo de configuração é um makefile. Os elementos do sistema qdpb são gerenciados através dos mecanismos fornecidos por esses elementos. Os elementos gerenciados do sistema qdpb são: elementos do kernel do SO (módulos carregáveis ​​do subsistema de manutenção de hardware, ponto(s) de ramificação, grampeador(es) de eventos); módulos de trabalho. O gerenciamento de outros elementos do sistema qdpb não é fornecido, bem como a reação a situações no sistema. Para controle remoto, ou seja, gerenciando elementos do sistema qdpb em computadores que não sejam o supervisor que executa o processo (doravante denominado "computadores remotos"), o supervisor lança módulos de controle neles usando ferramentas padrão do sistema operacional - rsh(l) / ssh(l), rcmd(3) ganhar rpc(3). Para o diálogo do operador com o supervisor, este pode implementar uma interface gráfica interativa de usuário (Graphics User Interface, doravante denominada "GUI") ou uma interface interativa de linha de comando. Alguns elementos do sistema qdpb que possuem GUI própria podem ser controlados diretamente pelo operador, sem a participação de um supervisor (por exemplo, módulos de apresentação de dados). O projeto acima foi amplamente implementado. Vamos considerar com mais detalhes os pontos-chave de implementação.

Sistemas de Aquisição de Dados Polarímetros

Por padrão, o utilitário sphereconf configura o módulo de módulo carregável especificado para funcionar com o driver de hardware "kkO" CAMAC. Nenhuma informação específica é passada para o módulo carregável. Quando especificado na linha de comando, o utilitário sphereconf testa a configuração do módulo de carregamento do módulo especificado e o imprime no fluxo de saída de erro. O comportamento padrão do utilitário sphereconf é alterado pelas opções de linha de comando acima. O utilitário sphereconf retorna o código zero em caso de sucesso e positivo em caso contrário. O utilitário de controle sphereoper(8) para o manipulador de interrupção CAMAC é chamado sphereoper e possui a seguinte interface de comando: sphereoper [-v] [-b # ] startstop)statusinitfinishqueclJcntcl line, no módulo carregável anexado ao 0º branch do CAMAC, e emite o resultado da execução para o fluxo de saída de erro. Assim, o utilitário sphereoper pode ser usado para implementar algumas das ações descritas no arquivo de configuração sv.conf(5) do supervisor. O comportamento padrão do utilitário sphereoper é alterado pelas opções de linha de comando acima. O utilitário sphereoper retorna o código zero em caso de sucesso e positivo em caso contrário. Para medir a velocidade de execução dos comandos do CAMAC, também foi implementado um manipulador de interrupção personalizado do CAMAC speedtest (para mais detalhes sobre o teste do sistema DAQ SPHERE na bancada, veja abaixo), que, para cada interrupção processada do CAMAC, executa o número configurado de vezes o comando CAMAC testado (selecionado alterando o arquivo de origem speedtest.c ). O módulo de carga speedtest é configurado pelo utilitário stconf(8) e controlado pelo utilitário sphereoper(8) (apenas os valores start, stop, status e cntcl do primeiro argumento posicional são suportados).

Comparado com o utilitário sphereconf (8), o utilitário de configuração stconf(8) tem um switch de linha de comando opcional adicional -p # para passar informações específicas para o módulo carregável, o que significa o número de repetições do comando CAMAC testado, que é 10 por padrão, de outra forma semelhante ao último.

O sistema SPHERE DAQ usa (em uma configuração não distribuída, ou seja, executável inteiramente em um computador) pelo menos o módulo de trabalho writer(1), o módulo de serviço bpget(l) e (opcionalmente) módulos de controle - o supervisor sv( l) e o módulo uma representação gráfica do log do sistema de alarme(1) do conjunto independente de sessão de módulos de software fornecidos pelo sistema qdpb. Em seguida, considere os módulos de software específicos do sistema DAQ SPHERE.

O coletor de estatísticas na implementação atual é chamado de statman e é, em termos do sistema qdpb, um módulo de trabalho, um consumidor de fluxo de pacotes que acumula dados em memória compartilhada de uma forma conveniente para uso por módulos de software de apresentação de dados (veja abaixo), e possui a seguinte interface de comando: statman [- o] [-b bpemstat [-e] ] [-c(- runcffile )]. [-s(- cellcffile )J [-k(- knobjcffile )] [-i(- cleancffile )] [-p(- pidfile )]

Por padrão, o módulo statman lê pacotes do fluxo de entrada padrão, coleta informações do corpo packet.data de cada pacote recebido e as acumula na memória compartilhada de acordo com os arquivos de configuração padrão. Na inicialização, o coletor de estatísticas lê os arquivos de configuração nos formatos RVN.conf(5), cell.conf(5), knobj.conf(5) e clean.conf(5) (veja o parágrafo P.3) e inicializa o matrizes internas de estruturas pdat, cell, knvar, knfun, knobj; executa um ciclo de criação sobre todos os objetos conhecidos inicializados e gera o evento PR0G_BEG, após o qual lê os pacotes do fluxo de entrada padrão e para cada pacote recebido aumenta o contador global correspondente ao seu tipo de evento e realiza um ciclo de cálculo dos resultados para todos células inicializadas e um ciclo de preenchimento/limpeza para todos os objetos conhecidos inicializados. Ao receber uma condição de fim de arquivo EOF na entrada padrão ou um sinal SIGTERM, ele gera um evento PR0G_END, portanto, um travamento SIGKILL não é recomendado. Os eventos PR0G_BEGIN e PR0G_END também são usados ​​para calcular os resultados para todas as células inicializadas e o ciclo de preenchimento/limpeza para todos os objetos conhecidos inicializados.

O comportamento padrão do módulo statman é alterado pelas opções de linha de comando acima.

O módulo statman retorna o código zero em caso de sucesso e positivo em caso contrário.

O módulo statman ignora o sinal SIGQUIT. O sinal SIGHUP é usado para reconfigurar um módulo statman já em execução, relendo os arquivos de configuração runcffile , cellcffile e knobjcffile (mas com os mesmos nomes de quando o módulo foi iniciado), o que leva a uma limpeza completa de todas as informações acumuladas no momento e redefinindo os resultados de todas as células computacionais, ou seja, completamente equivalente à configuração na inicialização. O sinal SIGINT provoca uma nova leitura do arquivo de configuração do arquivo cellcf (com o mesmo nome da inicialização) sem redefinir os resultados da célula, que podem ser usados ​​para "reprogramá-los" em tempo real. O sinal SIGUSR1 limpa todas as informações acumuladas, incluindo contadores de eventos globais internos, o sinal SIGUSR2 limpa as informações acumuladas de acordo com o arquivo de configuração cleancffile . Ambos os sinais também redefinem os resultados de todas as células de cálculo. O sinal SIGTERM deve ser usado para enviar uma solicitação de terminação normal para o módulo.

O arquivo de configuração de objetos conhecidos do módulo statman só pode conter declarações de tipos suportados pelo módulo, atualmente os seguintes: "hist", "hist2", "cnt", "coord" e "coord2" (ver seção II.3 para detalhes). Para cada linha de dados em tal arquivo, os campos primeiro (nome), terceiro (tipo), quinto (evento de preenchimento), sexto (condição de preenchimento) e sétimo (evento de preenchimento) têm seus valores padrão para o botãoj. formato conf(5). Os campos que representam os argumentos das funções create (segundo), fill (quarto), clear (oitavo) e destroy (nono) devem estar em conformidade com a API das respectivas famílias de funções conhecidas.

Análise de fontes de erros sistemáticos

O módulo de representação textual de dados destina-se à visualização textual das informações acumuladas na memória compartilhada pelo coletor de estatísticas, é denominado cntview e possui a seguinte interface de comando: cntview [-k(-I knobjconffile )] [-p(- pidfile )] [ hora de dormir.

Por padrão, o módulo cntview lê os dados acumulados na memória compartilhada pelo coletor de estatísticas statman(l), interpreta-os de acordo com o arquivo de configuração padrão no formato knobj.conf(5) e imprime sua representação de texto (ASCII) no fluxo de saída de erro.

O comportamento padrão do módulo cntview é alterado pelas opções de linha de comando acima. O módulo cntview retorna código zero em caso de sucesso e positivo caso contrário. O módulo cntview ignora o sinal SIGQUIT. O sinal SIGHUP é usado para reconfigurar um módulo cntview já em execução relendo o arquivo de configuração (mas com o mesmo nome de quando o módulo foi iniciado). O sinal SIGUSR1 é suspenso e o sinal SIGUSR2 retoma a leitura das informações da memória compartilhada e a exibição. O sinal SIGINT redireciona a próxima saída de dados para a impressora com o nome compilado através do utilitário Ipr(1). O sinal SIGTERM deve ser usado para enviar uma solicitação de terminação normal para um módulo. O arquivo de configuração de objeto conhecido do módulo cntview só pode conter declarações do tipo "dent" suportadas pelo módulo (consulte a Seção II.3 para obter detalhes). Para o objeto conhecido "dent", o primeiro (nome), terceiro (tipo), quinto (evento de preenchimento), sexto (condição de preenchimento) e sétimo (evento de preenchimento) da string de dados têm seu valor padrão para o knobj.conf (S), então como os campos que representam os argumentos das funções criar (segundo), preencher (quarto), limpar (oitavo) e destruir (nono), devem estar de acordo com a API da família correspondente de funções conhecidas. Por exemplo, a declaração de um objeto conhecido do tipo "dent" é escrita da seguinte forma: Obj0041 41;shmid;semid dent 41;3;semid;type_ULong;nht,type_String;4;cnt21:cnt22:cnt23 \ DATA_DAT_0 - NEVERMORE gen O utilitário prescfg(l) (veja o parágrafo II.3) gera a declaração do objeto conhecido "dent" acima do protótipo da seguinte forma: dent 41 1 -1 shmid semid 3 ULong nht 4 cnt%2lN DAT_0 - N The OS O utilitário de controle do módulo de carregamento do kernel é chamado watcher e tem a seguinte interface de comando: watcher [-b # ] [-p(- pidfile )] [ sleeptime ] Por padrão, o utilitário watcher coleta informações de status em intervalos de 60 segundos (chamando oper () com a subfunção HANDGETSTAT) do manipulador de interrupção do usuário KA -MAK, anexado à 0ª ramificação do CAMAC, analisa o estado deste último, levando em consideração informações semelhantes recebidas anteriormente, e emite mensagens de erro para o fluxo de saída de erro. Assim, o utilitário watcher pode ser usado em conjunto com o módulo gráfico syslog alarm(1) para relatar certos erros no sistema DAQ SPHERE. O comportamento padrão do utilitário watcher é alterado pelas opções de linha de comando acima. O utilitário watcher retorna o código zero em caso de sucesso e positivo em caso contrário. O utilitário watcher ignora os sinais SIGHUP, SIGINT e SIGQUTT. O sinal SIGUSR1 é suspenso e o sinal SIGUSR2 retoma a coleta de informações. O sinal SIGTERM deve ser usado para enviar uma solicitação de terminação normal para o módulo. O supervisor sv(l) descrito no parágrafo II.2 pode ser usado para controlar o sistema SPHERE DAQ. Também é possível executar diretamente, sem a ajuda do supervisor, o utilitário make (1) com os mesmos nomes aos comandos do operador alvo (target) a partir do arquivo de configuração do supervisor sv.conf. Vamos descrever o propósito dos principais comandos do operador: load - carregando e configurando módulos carregáveis ​​do kernel do SO - branchpoint (4) e o manipulador de interrupção personalizado da esfera CAMAC (4), iniciando o módulo de serviço bpget(l) e anexando-o (em o estado BPRUN) para o ponto de ramificação, inicialização do equipamento CAMAC. unload (comando inverso para carregar) - desinicialização do hardware CAMAC, finalização do módulo bpget(l), descarregamento do ponto de ramificação e manipulador de interrupção personalizado CAMAC, loadw - lançamento do gravador do módulo de trabalho (1) com um pedido para entrar os parâmetros necessários e um lembrete da possibilidade de inserir os opcionais e anexá-los (no estado BPSTOP) ao ponto de ramificação. unloadw (reverse to loadw command) - fim do módulo gravador (1). cargas - Executa um trabalhador statman(l) e o anexa (no estado BPSTOP) a um ponto de ramificação. descarrega (comando reverso para cargas) - conclusão do módulo statman (1). loadh - inicia o módulo gráfico de representação de dados histview (1) usando o utilitário xterm(l) em uma janela separada do sistema gráfico XII. unloadh (reverse ao comando loadh) - finalize o módulo histview (1). loadc - inicia o módulo de representação de dados textuais cntview (1) usando o utilitário xterm(l) em uma janela separada do sistema gráfico XII. unloadc (inverso ao comando loadc) - fim do módulo cntview (1). start_all - Altera o estado de todos os anexos do ponto de ramificação para BPRUN. stop_all (reverse to start_all command) - altera o estado de todos os anexos do ponto de ramificação para BPSTOP. init - inicialização do equipamento CAMAC (é necessário executá-lo, por exemplo, após ligar a alimentação dos engradados que estão sendo lidos, também é incluído na carga). finish (reverse to init command) - desinicialização do equipamento CAMAC (deve ser realizada, por exemplo, antes de desligar a energia, também incluída no descarregamento). continue - inicia o processamento das interrupções do CAMAC e inicia o utilitário watcher. pause (reverse para continuar o comando) - o fim do utilitário watcher e o término do processamento de interrupção CAMAC. cleanall - limpeza de todas as informações acumuladas na memória compartilhada pelo módulo statman (1). clean - limpeza das informações acumuladas na memória compartilhada pelo módulo statman (1), de acordo com o arquivo de configuração especificado quando o módulo foi lançado no formato clean.conf(5). pauseh (reverse to conth command) - pausa a renderização de dados pelo módulo histview (1). pausec (inverse to contc command) - suspendendo a renderização de dados pelo módulo cntview (1). conth - continuação da visualização de dados pelo módulo histview (1). contc - continuação da visualização de dados pelo módulo cntview (1). status - exibe um resumo do status dos elementos carregados do sistema DAQ SPHERE para os arquivos de log do daemon syslogd(8). seelog - começa a visualizar as mensagens do sistema DAQ SPHERE inserindo os arquivos de log do daemon syslogd(8) usando o utilitário tail(l). confs - pausa a visualização de dados pelos módulos histview (1) e cntview (1), reconfigura os módulos statman (1), histview (1) e cntview (1), continua a visualização de dados (usado após alterar os arquivos de configuração correspondentes). O sistema DAQ SPHERE atualmente usa os seguintes pacotes de software de terceiros distribuídos gratuitamente (além daqueles "herdados" do sistema qdpb): pacote satas - implementação do subsistema de serviço CAMAC. Pacote ROOT - usado como uma API de visualização gráfica de histograma para implementar o módulo de visualização de dados histview (1).

Golyshkov, Vladimir Alekseevich

Um deutério é um núcleo que consiste em um próton e um nêutron. Ao estudar as propriedades deste sistema nuclear mais simples (energia de ligação de deuteron, spin, momentos magnéticos e quadrupolos), pode-se selecionar um potencial que descreve as propriedades da interação nucleon-nucleon.

A função de onda dêuteron ψ(r) tem a forma

é uma boa aproximação para todo o intervalo de r.
Como o spin e a paridade do dêuteron são 1 + , os nucleons podem estar no estado s (L = 0 + 0), e seus spins devem ser paralelos. A ausência de um estado ligado com spin 0 no deutério diz que as forças nucleares dependem do spin.
O momento magnético do deutério no estado S (ver Momento magnético do núcleo) μ(S) = 0,8796μ N , está próximo do valor experimental. A diferença pode ser explicada por uma pequena mistura do estado D (L = 1 + 1) na função de onda deuteron. Momento magnético no estado D
μ(D) = 0,1204μ N . A impureza do estado D é 0,03.

A presença de uma mistura do estado D e um momento de quadrupolo no deutério testemunham o caráter não central das forças nucleares. Tais forças são chamadas de forças tensoras. Eles dependem da magnitude das projeções dos spins s 1 e s 2 , nucleons na direção do vetor unitário , direcionado de um nucleon de deuteron para outro. O momento quadrupolo positivo do deutério (elipsóide prolongado) corresponde à atração dos núcleons, o elipsóide achatado corresponde à repulsão.

A interação spin-órbita se manifesta nas características do espalhamento de partículas com spin diferente de zero em alvos polarizados e não polarizados e no espalhamento de partículas polarizadas. A dependência das interações nucleares de como os momentos orbital e de spin do nucleon são direcionados um em relação ao outro pode ser encontrada no seguinte experimento. Um feixe de prótons não polarizados (spins com a mesma probabilidade são direcionados convencionalmente "para cima" (círculos azuis na Fig. 3) e "para baixo" (círculos vermelhos)) cai no alvo de 4 He. Spin 4 He J = 0. Como as forças nucleares dependem da orientação relativa dos vetores do momento orbital e spin , os prótons são polarizados durante o espalhamento, ou seja. prótons com spin "para cima" (círculos azuis), para os quais ls, são mais propensos a se espalhar para a esquerda, e prótons com spin "para baixo" (círculos vermelhos), para os quais ls, são mais propensos a se espalhar para a direita. O número de prótons espalhados para a direita e para a esquerda é o mesmo, porém, ao se espalhar no primeiro alvo, ocorre a polarização do feixe - a predominância de partículas com certa direção de rotação no feixe. Além disso, o feixe direito, no qual predominam prótons com spin "down", incide sobre o segundo alvo (4 He). Assim como no primeiro espalhamento, os prótons com spin "para cima" se espalham principalmente para a esquerda, e aqueles com spin "para baixo" se espalham principalmente para a direita. Mas desde no feixe secundário predominam prótons com spin "down"; ao espalhar no segundo alvo, observar-se-á a assimetria angular dos prótons espalhados em relação à direção do feixe incidente no segundo alvo. O número de prótons registrados pelo detector esquerdo será menor que o número de prótons registrados pelo detector direito.
A natureza de troca da interação nucleon-nucleon se manifesta na dispersão de nêutrons de alta energia (várias centenas de MeV) por prótons. A seção de choque do espalhamento diferencial de nêutrons tem um máximo de retroespalhamento no cm, que é explicado pela troca de carga entre um próton e um nêutron.

Propriedades das forças nucleares

1. Curto alcance de forças nucleares (uma ~ 1 fm).
2. Grande valor do potencial nuclear V ~ 50 MeV.
3. Dependência de forças nucleares em spins de partículas que interagem.
4. Caráter tensor da interação de nucleons.
5. As forças nucleares dependem da orientação mútua do spin e dos momentos orbitais do nucleon (forças spin-órbita).
6. A interação nuclear tem a propriedade de saturação.
7. Carregue a independência das forças nucleares.
8. Caráter de troca de interação nuclear.
9. A atração entre nucleons a grandes distâncias (r > 1 fm) é substituída por repulsão a curtas distâncias (r< 0.5 Фм).

O potencial nucleon-nucleon tem a forma (sem termos de troca)