中高能重离子碰撞的高能光子测量及相关物理.PDF

第 19卷 第 4期 原 子 核 物 理 评 论 V01．19。No．4 2002年 12月 NuclearPhysicsReview Dec．，2002 文章编号 ：1007--4627(2002)04--0373--07 中高能重离子碰撞 的高能光子测量及相关物理 文万信 。，靳根 明 (1中国科学院近代物理研究所 ，甘肃 兰州 730000； 2苏州大学核 医学院 ，江苏 苏州 215007) 摘 要 ：高能光子探测为研究中高能重离子碰撞 的许多重要 问题如核物质性质 、韧致辐射、阈下和 阈上 中性介子产生等提供 了机遇．简要 回顾 了近几年 国外开展 的中能与相对论重离子碰撞高能光 子实验概况 ，并简要介绍 了欧洲合作研制 的高能光子探测器 TAPS的基本构造．另外 ，用 GEANT 程序模拟计算 了5O一1000MeV光子在 TAPS标准 8×8阵列 中的能量 响应． 关 键 词 ：韧致辐射 ；中性介子 ；核物质 ；高能光子 中图分类号 ：TL81 文献标识码 ：A 1 引言 实验室所建造的高效率高能量分辨率的用于测量级 联衰变 的高纯锗 (HPGe)探测器 ，如 GAMMAS- 重离子碰撞系统发射的核子、光子、轻粒子与 PHERE和 EUROBALL等 ，的研制 费用都在千万 中等质量碎片以及更高反应能区所发射的介子通常 美元 以上 ．级联衰变 7与特征 X射线属低能 范 都可以用作获取中能与相对论能区重离子反应信息 畴，本文不作讨论 ．1947年 ，实验首次发现原子核 的探针．所有这些探针都存在某种弱点．由于粒子 偶极巨共振 (GDR)，此后 5O年实验与理论对各种 发射可以发生在重离子碰撞 的任何时刻，很难确定 模式 的巨共振进行了广泛深入 的研究，核物理高能 粒子发射的准确 的时空位置．另外 ，出射粒子最初 实验也主要集 中于 GDR性质研究，同时也研制 与介质仍有强烈 的相互作用 ，其动力学行为受到介 了多种大体积 NaI，BGO 探测器 以及 27c与 47c高 · 质的干扰．为了得到核物质的信息就必须分离碰撞 能 探测器．随着重离子入射能量从 Fermi能 区 动力学效应与热力学效应 ，然而二者耦合在一起很 (几十 MeV／u)向相对论能区(GeV／u)发展，高能 难 明确分离 ，还需在理论上进一步探索新的方法 ． 的测量将覆盖几 MeV到几 GeV 的能量范 围，蕴涵 相对于强子探针而言，高能光子探针有其优越 的方面．光子与介质之 间只有 电磁相互作用 ，对各 的物理 问题也愈加广泛 ，包括核物质性质 、碰撞动 力学、核子核子强相互作用等．研制动态范 围如此 自的终态没有扰动 ，因此光子可 以提供 比较真实的 介质 图像信息．重离子碰撞所产生的 依其能量大 之大的 探测器也极具挑 战性 ，意大利 LNS实验 体划分为低能 7(4MeV)与高 能 (4MeV一15 室于 2O世纪 9O年代研