The a 0 /f 0

Лаборатория мезонной физики
конденсированных состояний
2005 год
Зав.лаб. Коптев В.П.
1
Рождение странности на ANKE.
1. Кластерный механизм
2.
pd  K  
3.
Y * (1480)
4. Скалярные a0 / f 0 мезоны
5.
K  ядерный потенциал
2
In 2002
pC  K  d  Tp  1.2GeV
pN1  d
N2  K 
pd *  dK  
3
Рождение
на кластерах с M *  1.85GeV
d
4

pp  K ,
Цель:

pd  K X

pd  K 
 ( pn  K  )
R
 ( pp  K  )
Tp
2.0 ГэВ
Tp
2.65ГэВ
R 3.0  3.5
R 1.0  1.5
▲ T p  1.32 ГэВ
■ T p  1.36 ГэВ
Кривые:
Фазовый объем +FSI (ΛN) + FSI(np)
Форма кривых согласуется с
экспериментом
Величина сечений = ?
Разрабатывается модель - ?
pd  dK    подавлен. Нет d с pd >750 Мэв/c5
Принято к публикации в PRL.
Пики с :
Г (Y *0 )  (60  15) МэВ
M (Y *0 )  (1480  15) МэВ и
Соответствует
Y *0  0
или
Λ
Известного В PDG как однозвездночный ∑(1480)
6
7
The a0/f0(980) at COSY
Reaction
pp  d
pn  d
K+K0
K+K-
dd  4He K+K
4He
π0η
Production
a0+
(Iin=1)
Where?
Tbeam,
GeV
Status
2.65
V.Kleber et. at.
PRL 91 (2003)
377
2.83
analysis
finished
N(a00/f0) <
N(Φ)
ANKE
Result
a0+ channel
dominates
f0/a00
(Iin=0,1)
ANKE
2.65
analysis in
progress
f0
(Iin=0)
ANKE
2.28
April
2006
-
a00
(Iin=0, Ifin=1)
WASA
2.28
≥2007
-
8
Total Cross Section
pp→dK+K0
Q = 46 MeV : σtot = (38 ± 2stat ± 14sys)
nb
V.Kleber et al., PRL 91 (2003)
377
KK S-wave (a0+ channel) - 95%, P-wave – 5%
a0
Q = 105 MeV : σtot = (190 ± 4stat ±
39sys
) nb (a0+ channel) - 88%, P-wave – 12%
KK
S-wave
nonresonant
a0 + nonres.
Theoretical predictions:
V.Grishina et al., EPJ A 21 (2004)
507
9
dd→4HeK+K-
WASA@COSY
The reaction dd  4He (0h)
is forbidden if isospin is conserved
dd  4He f0(I=0)  4He a00(I=1)  4He 0h ??
0
a0/f0-mixing
via KK-pairs !
K–
a0
+
f0
a
a0
f0
K0
_
f0
K+
h
d
d
a0
K0
dd  4Hef0  4HeKK cross section unknown, but it will be measured at ANKE!
4
HeK  Bound state ?
10
K   ядерный потенциал
(VK )


2005г. - обнаружены три
( K  pnn)
( K  ppn)
( K  pp)
( K nN )
Требуется большая величина
Из дисперсионных соотношений
связанных состояния
Q = -193 МэВ
Q = -169 МэВ
Q = -115 МэВ
VK = - (100-150) МэВ
VK  = - ( 50-200) МэВ

pAu  K 
R(
)  VK   20  0.3MэВ
ANKE:

pC  K 
быстрое падение R при pK   250 МэВ / c
pCH 2  K  K  


аналогично планируется определить VK  из K K совпадений
30%
Спектр K
K  из  0 (1020)  K  K  за пределами ядра
R

в январе-.
феврале 2007 г.
R
VK 
pAu  K 0
pC  K

0
( f ( pK  ))

pAu  Kнерезон

pC  K нерезон
50 МэВ
const
( f ( pK  ))  const
быстрый рост R при pK  350МэВ / c
11
VK 
100 МэВ быстрый рост R при pK  500МэВ / c
pp   (



pX


p)
 pK
0
Tp  2.83GeV
experiment
simulations
 tot 1.33b
 res ( K 0 p)  0.17 b
peak at 1475 MeV ?
12
µSR 2005
Исследование магнитных фазовых переходов и
распределение локальных магнитных полей в системах с
конкурирующим взаимодействием.
1. P-SG переход в Cu1-xMnx 0.2<x<0.6
2. P-FM-SG переходы в (Pd1-xFex)0.95Mn0.05 , x=0.016
3. Взаимодействие ферромагнетизма и ферроэлектричества в
редкоземельных манганитах
HoMnO3 и Lao.82Ca0.18MnO3
4. Деполяризация мюона в пластических сцинтилляторах
13
Фазовая диаграмма гомогенных медномарганцевых сплавов
Cu1-x Mnx.
Магнитному фазовому переходу в состояние спинового стекла предшествует
переход в состояние суперпарамагнетика.
14
Работа завершена.
Исследование распределений локальных статических полей
(Pd0,984Fe0.016)0,95Mn0.05
Восприимчивость:
переход P-FM
Tc=39K
переход FM-SG
Ts=(7-10)K
Деполяризация
нейтронов:
уменьшение деполяризации
при T < 28K
Внутри FM появляется SG, т.е. еще один переход
FM-ASFM при T=TA=28K ?
Размер FM домена ?
15
Температурные зависимости динамической скорости релаксации λ,
средней величины поля H и его разброса Δ.
G(t )  e  t (1/ 3  2 / 3cos( Ht )et )
При Т<28 K отклонение от ферромагнетика.
Совместный анализ деполяризации нейтрона и мюона использован
для определения размеров доменов ~10мкн.
16
Температурная зависимость доли спин-стекольного вклада.
(Pd0,984Fe0,016)0,95Mn0,05
При температуре Та~28К наблюдается частичный переход из
ферромагнетного состояния в состояние асперомагнетика (?),
предшествующего переходу в состояние спинового стекла.
17
Исследование взаимодействия ферромагнитного и ферроэлектрического
порядка в редкоземельных манганитах RMnO3
а). Материалы с большим магнитосопротивлением
б). Наличие ферромагнитных и ферроэлектрических переходов.
Возможность
управлять
электрическими
(магнитными)
характеристиками с помощью внешних магнитных (электрических)
полей.
Образцы: HoMnO3
Tc=71 K,
TSR=33 K
La0.82Ca0.18MnO3 Tc=155 K, TSR=?
Проведены первые пробные измерения для выяснения:
а). качества образцов
б). возможности μSR- измерения распределений локальных магнитных полей
18
Температурная зависимость
поляризации мюонов
HoMnO3
Температурная зависимость
динамической
релаксации
При Т~71 К наблюдается
узкий фазовый переход в
состояние 3D коллинеарного
ферромагнетика.
Вывод: образцы однородны.
19
Функция релаксации спина мюона
1,3
HoMnO3
Т=69 К.
1,2
1,0
Т=30 К.
0,9
1,1
0,8
1,0
0,7
0,9
0,6
0,7
G
G
0,8
0,5
0,6
0,4
0,5
0,3
0,4
0,2
0,3
0,1
0,2
250
300
350
400
450
500
0,0
550
220
240
260
t,0.8ns/ch
280
300
320
340
360
380
400
t,0.8ns/ch
.
0,8
1,0
0,8
Т=30 К.
0,7
Т=120 К.
0,9
0,6
0,5
0,7
0,4
0,6
G
G
0,5
0,3
0,2
0,4
0,1
0,3
0,0
0,2
-0,1
0,1
-0,2
0,0
300
320
340
t,0.625ns/ch
При температуре
магнитных полей.
360
380
400
300
320
340
360
t, 0.625ns/ch (t0=284ch)
в обоих образцах наблюдается сильное искажение локальных
20
Деполяризация мюонов в пластическом сцинтилляторе
Hвн=100 Ое
● - алюминий P=P0
● - пластический сцинтиллятор (Харьков)
P~1/3 P0
● - пластический сцинтиллятор (Дубна)
P~1/5 P0
Hвн=7 Ое
● - мюоний в кварце
●,● - отсутствует мюоний в пластических сцинтилляторах
Нужны измерения в продольном магнитном поле 150-200 Ое.
21
План работ на 2006 г.
а) провести µSR измерение локальных полей в (Pd0.984Fe0.016)0.95Mn0.05 во внешних магнитных
полях 10-1000Ое в диапазоне температур 10-40К.
б) в образцах HoMnO3 и La0.82Ca0.18MnO3 провести µSR измерения локальных магнитных
магнитных полей в нулевом внешнем магнитном поле и диапазоне температур 10-150К.
в) до 2005 г. в России достаточно активно работали две µSR установки:
ОИЯИ (Дубна) и ПИЯФ (Гатчина). В 2005 г. по ряду технических причин работа в Дубне была
временно приостановлена не менее чем на 2 года. На совместном периодическом совещании
двух µSR- групп было решено в 2006-2007 гг. часть µSR-исследований, выполняемых в Дубне,
проводить как совместные эксперименты в Гатчине. Одно из наиболее интересных направлений
ранее не проводимых с помощью µSR-метода: исследование феррожидкостей на основе Fe3O4.
По существу задача сводится к исследованию магнитных характеристик наноструктурных
образований. Очень важно, что существует возможность использования калиброванных гранул
Fe3O4 переменного размера, начиная с диаметра ~100 A.
Трудность: малое объемное количество рабочего материала (~5% объема).
Пробные µSR измерения, выполненные в Дубне достаточно оптимистичны: при Т ~230К
наблюдался узкий магнитный фазовый переход, а при температурах ниже перехода наблюдается
экспоненциальная релаксация спина µ-мезона, характерная для суперпарамагнитных
образований.
В 2006 г. В ПИЯФ планируется провести более детальные исследования в диапазоне
температур 20 - 300К во внешних полях 0-1000Ое.
22