Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

Изучение пион-нуклонного рассеяния до 1.9 ГэВ в рамках мезон-нуклонной модели со связанными каналами

Диссертация

Автор: Гаспарян, Ашот Микаэлович

Заглавие: Изучение пион-нуклонного рассеяния до 1.9 ГэВ в рамках мезон-нуклонной модели со связанными каналами

Справка об оригинале: Гаспарян, Ашот Микаэлович. Изучение пион-нуклонного рассеяния до 1.9 ГэВ в рамках мезон-нуклонной модели со связанными каналами : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.00.00 Бонн, 2002 135 c. : 61 06-1/842

Физическое описание: 135 стр.

Выходные данные: Бонн, 2002






Содержание:

ВВЕДЕНИЕ
I Исследование рождения тяжелых мезонов (77, а о) в
NN-соударениях
1 Формализм расчета реакции NN —> NNr]
11 Состояние теоретических исследований
12 Механизм рождения т^-мезона
13 Модель мезон-нуклонного (MN) взаимодействия
14 Модели нуклон-нуклонного (NN) взаимодействия
15 Эффекты взаимодействия нуклонов в начальном состоянии (ISI) в реакциях с рождением 77-мезона
2 Результаты расчетов реакции NN —> NNr)
21 Параметры, использованные в расчете
22 Результаты полного расчета процессов рождения 77-мезона
221 Полные сечения для всех каналов реакции NN —» NNrj Отношение сечений opn^pnr]jopv^vvri
222 Вклады различных мезонных обменов
223 Роль константы связи r]NN
224 Дифференциальное сечение реакции рр —>? pprj
23 Результаты для процесса рождения 77-мезона в рамках приближенного подхода для ISI эффектов
231 Полные сечения для различных каналов реакции
232 Роль различных мезонных обменов
233 Отношение сечений apn^pnr)j орр^,рт
3 Эффекты взаимодействия нуклонов в конечном состоянии (FSI) в процессах с рождением мезонов в NN соударениях
31 Обзор литературы
32 Расчет петлевой диаграммы
33 Обсуждение результатов
34 FSI эффекты в реакциях с рождением (г/')-мезонов Влияние массы обмениваемого мезона
35 Выводы
4 О рождении а^(980) в реакции pd —» рра$рв вблизи порога
41 Введение в проблему
42 Полное сечение реакции рп -» рра^
43 Амплитуда рождения для реакции рп —У рра$
44 Как извлечь параметры йц-мезона из эксперимента
45 Некоторые замечания по кинематике реакции
46 Возможно ли извлечь aoN-амплитуду из реакции pd, —> ppa0ps?
II Прецизионное вычисление длины пиондейтронного рассеяния
5 Расчет длины 7ге?-рассеяния
51 Проблема определения длин тгА^-рассеяния
52 Современное состояние расчета основных диаграмм
53 Расчет ведущих диаграмм одно и двукратного рассеяния
54 Учет р-волнового 7г]У-рассеяния
6 Абсорбционные поправки к длине 7гс1-рассеяния
61 Актуальность проблемы
62 Амплитуда tvN -рассеяния с нуклонным полюсом
63 Вычисление однопетлевых диаграмм
64 Сравнение с нерелятивистскими формулами
65 Выводы
7 Результаты

Введение:
Исследование процессов взаимодействия мезонов с нуклонами и ядрами является одним из важнейших направлений физики элементарных частиц и атомных ядер. Хотя эта область развивается в течение уже многих лет, она является предметом существенного интереса и в настоящее время, что непосредственно связано с новыми высокоточными экспериментальными данными, появляющимися в последние годы на различных экспериментальных фабриках. В частности, новые экспериментальные данные открывают возможность для теоретического исследования важных физических явлений в области низких и промежуточных энергий. В качестве примера можно привести такие фундаментальные проблемы, как нахождение мезон-нуклонных и мезон-ядерных длин рассеяния, исследование эффектов взаимодействия мезонов с адронами и адронов с адронами в адрон-адронных столкновениях, исследование свойств барионных резонансов в реакциях по фото и электророждению мезонов на нуклонах, а также в адрон-адронных столкновениях и др.
Настоящая диссертация посвящена теоретическому исследованию двух важных проблем мезонной физики низких энергий, а именно проблеме рождения относительно тяжелых мезонов (77, а0) в нуклон-нуклонных столкновениях и вычислению длины 7гй-рассеяния с целью определения фундаментальных низкоэнергетических констант nN-взаимодействия - S-волновых 7гД^-длин.
Процессы рождения тяжелых мезонов в NiV-столкновениях исследованы в I части диссертации. Для изучения этих процессов большое значение имеет исследование реакции NN —> NNп с рождением пиона, являющейся основным неупругим каналом NN-взаимодействия. Рождение пиона в нуклон-нуклонных соударениях изучалось детально в течение нескольких десятилетий [1-3], и только в последние несколько лет наметился существенный прогресс в понимании физических механизмов данного процесса [4-8]. Наиболее последовательный расчет процессов рождения 7г-мезона в NN-соударениях был проведен Ханхартом и др. в работах [7,8]. В этих работах была использована реалистическая (описывающая 7гN фазовые сдвиги и неупругости в различных парциальных волнах) модель 7г]У-взаимодействия, разработанная в [9], а также исследованы вклады от обменов тяжелыми мезонами. В работе [8] впервые было достигнуто совместное хорошее описание экспериментальных данных для всех каналов реакции NN -» NN-k.
В результате был сделан вывод, что диаграммы рисунка 1, т.е. прямое рождение и перерассеяние за счет пионного обмена (с учетом внеэнергетических (off shell) свойств 7г iV-амплитуды), являются доминирующими для всех каналов
71 FSI о < l---71---о
ISI ISI a) b)
В первой части диссертации проведен детальный теоретический анализ различных каналов реакции NN —> NNrj (т.е. рр ррт7, рп —> рщ, рп dr/) с учетом NN FSI и ISI эффектов (главы 1 и 2). Установлено, что ведущую роль в процессе рождения 77-мезона играет механизм перерассеяния с обменом 7г-мезоном. Вклады других обменных мезонов (77 и р), также должны учитываться в силу их влияния на абсолютную величину сечений за счет интерференции с пионной амплитудой. Помимо этого в главе 3 подробно изучены NN FSI эффекты в реакциях NN —> NNM с рождением различных мезонов М. Показано, что FSI эффекты не являются универсальными, т.е. явно зависят от массы рожденного мезона. В то же время продемонстрирована несостоятельность процедуры факторизации амплитуды рождения от FSI эффектов для получения абсолютных величин сечения. При исследовании ISI эффектов в реакции NN -» NNr] обнаружено (глава 1), что ISI эффекты не являются универсальными относительно обмена различными мезонами. Подчеркивается, что учет ISI эффектов существенно влияет на абсолютную величину сечения, уменьшая ее в несколько раз (примерно в 3 раза для обмена пионом). Наряду с исследованием процесса рождения 77-мезона в NN-соударениях в главе 4 мы осуществили также оценку сечения рождения оо-мезона в реакции рп ррай. Цель проведенного расчета - стимулировать соответствующий эксперимент на ускорителе COSY в Германии для изучения свойств а0-мезона, природа которого до сих пор не выяснена. В настоящей работе предлагается исследовать свойства ао-мезона посредством измерения полных и дифференциальных -, г сечений реакции рп —> рраq . Отмечается, что спектры эффективных масс , достаточно чувствительны к специфическим характеристикам а0-мезона (положение резонанса, его ширина, отношение констант распада ао на 7гг/ и КК-сястемы). Поэтому в сочетании с теоретическим анализом эти данные позволят сделать шаг к пониманию структуры этого мезона.
Вторая часть диссертации посвящена прецизионному расчету длины 7гd-рассеяния с целью определения пион-нуклонных длин. Описание 7гЛГ-системы является одной из фундаментальных задач квантовой хромодинамики (QCD). В непертурбативной области сильные взаимодействия могут быть описаны посредством киральной теории возмущений (%РТ). Совсем недавно был достигнут значительный прогресс в %РТ применительно к тгА^-системе [20-23]. С учетом членов порядка 0(/i4) (где ц-масса пиона) были рассчитаны изо-скалярная (Ь0) и изовекторная (&х) S-волновые 7г1У-длины. При этом неопределенность расчета изовекторной длины была на уровне 6% (&х = —0.0942+О ОО2 М-1) [21], тогда как изоскалярная длина была определена значи-тельго хуже: — 0.01//-1 < 60 < 0.006//-1 [23]. В связи с этим одна из целей нашего расчета - протестировать расчет Ь\ и дать предсказания для изоскалярной длины bo с точностью, превышающей точность %РТ. Кроме этого S-волновые 7riV-длины, будучи найденными с высокой точностью, могут быть использованы в качестве входных данных в дисперсионном соотношении Гольдбергера-Миязавы-Оме, которое позволяет вычислить константу связи g^NN наиболее точным и модельно-независимым образом.
Расчет S-волновых длин TriV-рассеяния, проведенный в диссертации, основывается на новых надежных экспериментальных данных по ир и длинам [24-27]. В силу двух возможных изоспиновых состояний в 7гтУ-системе эксперимент с водородом позволяет извлечь лишь линейную комбинацию двух изотопических длин: аж-р = 6о—6i. В связи с этим для независимого определения длин &о и Ь\ использовались дополнительные экспериментальные данные по 7Гof-длине. При этом длина 7гй-рассеяния выражается через другую, более сложную комбинацию длин 60 и bi. Целью нашего исследования является нахождение этой комбинации, т.е. расчет длины 7гс?-рассеяния через элементарные 7riV-длины. Стоит отметить, что одновременный анализ данных по 7Гр и 7гй-атомам уже проводился в работах [28,29]. Однако этот анализ был основан на старых экспериментальных данных [30], противоречащих новым измерениям. Кроме того в настоящей работе был учтен ряд новых эффектов и значительно улучшена точность теоретического расчета. Во первых, все расчеты вкладов в длину 7гс?-рассеяния впервые велись с реалистической волновой функцией дейтрона, соответствующей Боннскому потенциалу [31]. Особое внимание уделено диаграммам одно и двукратного рассеяния 7г-мезона на нуклоне, которые вносят основной вклад в процесс 7rd-рассеяния (глава 5). При этом в этих диаграммах феноменологически учтены эффекты, связанные со сходом 7г]У-амплитуд с массовой поверхности (off shell), а также эффекты нестатичности нуклонов в диаграммах двукратного рассеяния. Непосредственным расчетом с учетом реалистической дейтронной функции обнаружена значительная компенсация off shell эффектов в диаграмме однократного рассеяния и нестатических эффектов при двукратном рассеянии. Кроме этого проведен реалистический расчет Р-волновых эффектов с учетом off shell свойств %N-амплитуд в диаграммах одно и двукратного рассеяния, а также SP-интерференции. Наконец, в главе 6 изучены эффекты, связанные с поглощением пиона на дейтроне, т.е. процесс -Kd —> пп ixd в однопетлевом приближении. Показано, что в рамках однопетлевого подхода, абсорбционные эффекты малы. На основании проведенного расчета длины ^-рассеяния в главе 7 были получены S-волновые ixN-длины Ь0 и которые сравниваются с результатами киральной теории и других существующих анализов. В Заключении сформулированы основные результаты работы.
Часть I
Исследование рождения тяжелых мезонов (77, ао) в NN-соударениях