〔摘要〕本文报道e+e-→强子的数据资料的空间能量分布的分析结果,这些数据资料是在佩特拉(PETRA)对碰机的能量范围内、用MARK-J检测器得到的。定义“扁率”(Oblateness)以描述能量构形与首次明晰观察到的三喷注结构。这些数据资料能用量子色动力学所预言的产生正反夸克对与非共线的硬胶子来解释。
在上一篇快报通讯中,报道了在佩特拉对碰机上e+e-湮灭时产生的多强子态中观察到两喷注结构,以动冲(Thrust)和球率作了描述。能量更高时,每一喷注中的强子更趋于共线,从强子识别出喷注越来越清楚,因而,为观察量子色动力学效应,特别是发射胶子,可以进行三维强子能量分布的详细分析。
所用的检测器,称为MARK-J检测器,除中微子外,中性粒子和带电粒子的能量分布都能测量,探测器所含立体角的范围为Φ=2π、θ=9° ~ 171°(θ为极角,Φ为方位角)。Lucite有机玻璃的切伦可夫计数器包围在粒子束交错区域的周围,后面有二层(A组与B组)铅闪烁簇射计数器,每一层有三倍辐射长度厚,两端各有一个快响应的光电倍增管,计数器组A和B能在不同的θ和Φ的方向上确定簇射的极大值。再后面是16组C计数器,由12层(12倍辐射长度)两端也各有一光电管的铅闪烁计数器组成,围绕着电磁簇射计数器是漂移室,用以测量强子簇射的径迹与入射μ粒子的角度。以后的几层是强子量热计,由磁化铁闪烁器夹层所组成,最后一层量热计,由D组计数器组成,用以受μ粒子触发而除去宇宙线影响,铁中的磁场是圆环形的,磁场强度17千高斯。末了,最外边的一层是漂移室,用以测量单个或双个μ粒子的逸出角和动量。
在小角度区域有四层闪烁计数器,两端夹以10厘米厚的铁板,用以测量12°<θ<30°范围内的簇射能量。
每次相互作用的总能量和一颗或一群粒子的方向,是从簇射计数器和量热计计数器的时间信息与脉冲高度的信息经计算而得出,方位角的位置由椅细地分成一段段的簇射计数器确定,这个方法使我们能确定θ和Φ的角度,对e和γ精确度<5°,对强子<15°。
用在探测器中释出的能量的空间分布来进行喷注中强子事件的分析。对计数器的每次计数、可作一个能流矢量Ei,方向由计数器中信号的位置来定,而幅值由释出的能量来定。为描述能量的分布,如下定义三个正交轴:
为观察喷注的具体结构,我们进一步用长率轴和短率轴所确定的平面把每一事例的分布分入二个半球。前半球含有窄喷注,而后半球含有较宽的喷注。对每个半球分别计算长率、短率和扁率。
————————
* 马萨诸塞理工学院核科学实验室技术报告106号,1979年8月28日。
** 按姓名字母次序排列有D. P. Barber等57人,其中中文姓名者29人,有了肇中、唐孝威等。
① 所采用的符号Z等于强子带走的一部分夸克的能量。