Кумулятивний процес - це
в релятивістської ядерної фізики - інклюзивний процес народження вторинних елементарних частинок на атомному ядрі далеко за межами кинематически доступною області при зіткненні з одним спочиваючим (в системі спокою ядра) нуклоном ядра. Це означає, що в процесі зіткнення одночасно беруть участь два або більше нуклонів ядра (з чим і пов'язане назв. Процесу).
К. п. Були передбачені А. М. Балдін і відкриті експериментально на синхрофазотроні в Дубні в 1971 Було виявлено, що ядро дейтерію з енергією 5 ГеВ на нуклон при зіткненні з ядром вуглецю з ймовірністю дек. відсотків породжує півонії з енергією до 8 ГеВ (в лабораторній системі координат).
Мал. 1. Залежність інваріантного перетину кумулятивного процесу народження протонів (з імпульсом 0,4-1,0 ГеВ / с в інтервалі кутів 160 ° -164 °) на різних ядрах від енергії налітають півоній і протонів (зачернённие точки): - повний переріз непружного або рр-взаємодії.
К. п. Характеризуються порядком кумулятивности х, які представляють собою хв. масу мішені в одиницях нуклонной маси mN. на к-рій кинематически можливе народження даної кумулятивної частки. У межі великий відносної швидкості стикаються ядер порядок кумулятивности
де, р, - енергія, імпульс і кут вильоту кумулятивної частки в системі спокою ядра. Для К. п. Величина х1.
Фіз. вивчення К. і. привело до встановлення наступних осн. властивостей інваріантного перетину
1) Незалежність (точніше, слабка залежність) від енергії налітаючої частки, починаючи з деякої граничної енергії (зростаючої зі збільшенням ат. Номера; рис. 1), при фиксиров. значенні х (масштабна інваріантність).
2) Універсальний характер залежності перетину для середніх і важких ядер від порядку кумулятивности аж до значень х4 (рис. 2). універсальність величини
для процесів з різними первинними частинками при разл. енергіях (в системі спокою ядра) і різними кумулятивними частинками ілюструє рис. 3. Ця властивість нез'ясовно в стандартній картині ядра, в якій середні і важкі ядра мають різні фермі-імпульси нуклонів.
Мал. 2. Залежність від ж інваріантного перетину кумулятивного процесу при нульовому поперечному імпульсі р T кумулятивної частки. Точки, хрестики і квадратики відносяться відповідно до мезонів, К + -мезона і К - мезони.
Мал. 3. Універсальність величини для різних кумулятивних процесів (вертикальна пунктирна лінія - усереднене по всім процесам значення). Вказані первинна частка, її енергія в системі спокою ядра, сорт ядра і кумулятивна частка; праворуч - інститут, в к-ром спостерігався процес, і рік спостереження.
3) Пропорційність інваріантного перетину на важких ядрах обсягом ядра, _ (рис. 4), яка свідчить про локальний характер взаємодії і відсутності екранування.
4) Пригніченість виходу кумулятивних часток (К - -мезонів, антипротонів), що не містять в своєму складі валентних кварків нуклонів ядра; відносини виходу не залежать від х (при x> 1) та є рівними (при рівних х):
Опис якісних і кількісних властивостей К. п. Неможливо в рамках традиційних в ядерній фізиці уявлень про внутр. русі нуклонів і багаторазовому розсіянні налітаючої частки нуклонами ядра (напр. в області х1,5 ці механізми дають перетин на дек. порядків менше експериментального) і вимагає гіпотези про наявність в ядрах, поряд з нуклонами, щільних многокваркових станів (6q, 9q, 12qі т . д.) ядерної матерії (або малонуклонних кореляцій) з розмірами порядку розмірів нуклона. Припускають, що ядра є гетерофазна системами - представляють собою суміш двох фаз адронний матерії: нуклонной і кварк-глюонної плазми. Однак природа таких утворень і механізм народження кумулятивних часток недостатньо ясні. Зокрема, неясно, чи створюються ці освіти налітають на ядро адроном або постійно утворюються і розпадаються в ядрі в результаті флуктуації щільності ядерної матерії (т. Н. Флуктони Блохінцева). Однозначну відповідь на це питання може бути отриманий з дослідів по глибоко непружному розсіювання лептонів на ядрах в області х> 1. Попередні результати таких експериментів свідчать на користь другої можливості.
Мал. 4. Залежність від масового числа А інваріантних перетині кумулятивних процесів народження протона (пунктирна крива) і p - -мезона (суцільна крива перетин помножено на 100) з імпульсом 0,5 ГеВ / c під кутом 180 °. Вихід на постійне значення для важких ядер відповідає пропорційності перетину масового числа. Більш сильна залежність від А для легких і середніх ядер пов'язана, по-видимому, з кінцівкою обсягу ядра.
К. п. Є одним з предметів вивчення релятивістської ядерної фізики, що лежить на стику фізики ядра і фізики елементарних частинок. Подальше їх ретельне дослідження може, мабуть, прояснити природу утримання кольору.
Літ .: Балдін А. М. Фізика релятивістських ядер, "ЕЧАЯ", 1977, т. 8, с. 429; Ставінський В. С. Гранична фрагментація ядер - кумулятивний ефект (експеримент), там же, 1979, т. 10, с. 949; Стрікман М. І. Франкфурт Л. Л. Розсіювання частинок високої енергії як метод дослідження малонуклонних кореляцій в Дейтоні і ядрах, там же, 1980, т. 11, с. 571; Єфремов А. В. Кварк-Партон картина кумулятивного народження, там же, 1982, т. 13, с. 613. А. В. Єфремов.