WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

«-'У М.П.РЕКАЛО Р - НЕЧЕТНЫЕ ЭФФЕКТЫ В РЕАКЦИЯХ ФОТООБРАЗОВАНИЯ Т - МЕЗОНОВ НА НУКЛОНАХ Харьков 1978 УДК 539.12 рекало И. П. Р - ...»

ХАРЬКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА

I ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ АН УССР

j'

ХФТИ 78-9

I

-'У

М.П.РЕКАЛО

Р - НЕЧЕТНЫЕ ЭФФЕКТЫ В РЕАКЦИЯХ ФОТООБРАЗОВАНИЯ Т - МЕЗОНОВ НА НУКЛОНАХ

Харьков 1978

УДК 539.12

рекало И. П.

Р - НЕЧЕТНЫЕ ЭФФЕКТЫ В РЕАКЦИЯХ ФОТООБРАЗОВАНИЯ Т - МЕЗОНОВ

НА НУКЛОНАХ.

Препринт Х§ТИ АН УССР, Х#ТИ 78-9, Харьков, 1978, 20 стр.

Для процессов фотообразования ( Х - мезонов на нуклонах, y+JK-a

-т Jv+CS~, изучены Р - нечетные корреляции, определяемые попра:

и з а счет слабого взаимодействия. Найдены общие выражения для Т -нечетных асимметрий углового распределения ОТ - мезонов, обусловленных линейной и циркулярной поляризациями фотона, а также продольной поляризацией нуклонов в начальном состоянии, для Р - нечетных компонент вектора поляризации нуклонов в конечном состоянии. Исследованы лоамохные механизмы нарушения Р - инвариантности в процессах вблизи порога. Показано, что наибольший вклад вносит А*Я+Я+Щ к - нечетная амплитуда борновского приближения в схеме с нейтральными слабыми токами адронов. Вычислен Р - нечетный вклад Д - изобары.

( 3 и л., список лит. 16 н а з в. ).

ХАРЬКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ АН УССР



ХФТИ 78-9 М.П.РЕКАЛО

Р - НЕЧЕТНЫЕ ЭФФЕКТЫ В РЕАКЦИЯХ ФОТООБРАЗОВАНИЯ Т - МЕЗОНОВ НА НУКЛОНАХ

Харьков 1978 УДК 539.12 В статье исследованы поляризационные явления в процессах фотообразования (if- мезонов на нуклонах, которые обусловлены нарушением Р - инвариантности. Полученные результаты могут представить интерес для физики электромагнитного и слабого взаимодействий элементарных частиц.

Харьковский физико-технический институт (ХФТИ), 1978I. Из процессов слабого взаимодействия адронов в настоящее время наиболее изученными являются только адронные распады К*- мезонов и гиперонов, обусловленные той частью слабого гамильтониана, которая приводит к изменению странности, Л о - 1.

Гамильтониан слабого взаимодействия в ток-токовых схемах должен содержать также и ту часть, которая определяет слабое взаимодействие адронов без изменения странности. Но обнаружить проявления зтой части очень трудно, так как она приводит только к малой поправке к амплитудам таких процессов как ОГ+Л/^Ф-Л, J\M-»J!(tjV и ХЧ#*Л/+)Г. Наиболее однозначный способ обнаружить эти поправки заключается в поиске Р - нечетных эффектов.

Р - нечетные эффекты в процессах ОГ+Л/-(1Г+Л/, N+II+JlltJl, J'tJIN-JlMr определяются интерференцией Р - четной амплитуды, которая обусловлена сильным (и электромагнитным) взаимодействием, и Р - нечетной амплитуды, которая обусловлена частью эффективного гамильтониана, не изменяющей странность, Д$ = 0. Поэтому г - нечетные' эффекты в этих процессах должны характерэоваться константой слабого взаимодействия G и при малых энергиях по порядку величины составлять (з W*, где Щ( - характерная масса порядка массы нуклона ( е с ли только отсутствуют специальные причины усиления или уменьшения этих эффектов), при больних энергиях относительная роль г - нечетной амплитуды должна возрастать и вместе с тем должен увеличиваться и масштаб Р - нечетных эффектов.

Существование слабого взаимодействия адронов с ^ S = 0 подтверждено на опыте ( i j.





Это прежде всего эксперименты по обнаружению г - нечетных эффектов в электромагнитных ядерных переходах, а именно, измерение циркулярной поляризации - квантов, а также измерение угловой асимметрии излучения, всзникающей при захвате ядрами поляризованных нейтронов. Извлечение из этих данных информации о свойствах слабого гамильтониана является исключительно трудной задачей из-за невозмохности последовательного проведения ядерных расчетов. Наиболее "чистым" в этом смысле является эксперимент по измерению степени циркулярной поляризации J - квантов в реакции r i t p ^ d + y (2). Для объяснения полученной на опыте поляризации потребовалось аномально большое значение Р - нечетной константы слабого взаимодействия Ю- мезона с нуклоном ( з ).

Изучение других более элементарных процессов с необходимой точностью, когда могут проявиться слабые эффекты, является важной задачей. Наиболее подходящими могут оказаться процессы рассеяния нуклонов и ОТ- мезонов, р+р*р+р, Gt*tp*^tp, а также процессы фотообразования ЗГ - мезона на нуклонах, jftJK-*

-? JV+Of (V). Важным здесь является то обстоятельство, что Р - четная часть амплитуд всех этих процессов может быть достаточно надежно вычислена в широком интервале энергий, начиная от порога вплоть до энергий, максимально достижимых на ускорителях. Это в принципе позволит определить Р - нечетную часть амплитуды из данных о Р- нечетных эффектах.

Учитывая современные экспериментальные возможности, ожидаемая величина Р - нечетных эффектов не представляется безумно малой, в этой связи достаточно упомянуть рекордно малые значения асимметрии рассеяния продольно поляризованных протонов(V), когда чувствительность опыта достигала величины около К Г 6.

_ В настоящей статье мы исследуем в общем виде простейшие г - нечетные эффекты в процессах У+Л[-*Л^(|Г, не привязываясь к какой-либо модели г - четной и Р - нечетной частей амплитуды. Различные возможные механизмы нарушения Р - инвариантности изучены вблизи порога реакций j+JV^JV+GT, где и оценена величина возникающих г - нечетных эффектов. Так как в реакциях HJ^JnC в области малых энергий большое значение имеет возбуждение • й - изобары ( с массой 1238 МэВ), мы детально вычисляем вклад А - изобары в Р - нечетную часть амплитуды. Обсуждается также величина Р - нечетных эффектов в реакциях v+JV-jV*C В области больших энергий.

2. Рассмотрим сначала общую структуру Р - нечетных эффектов в процессах J+JMtOT. М воспользуемся при этом спиы ральными а^литудами ^,хШ) в с.ц.и. реакции pShU^} где ^= ±1, Л (У)- + 1/3. „ спиральности ^ - кванта и начального (конечного) нуклона,а, 9 - полярный и азимутальный углы образования Т - мезонов. Если учитывать нарушение Р - инвариантности в процессах рЯ*М-*Ф, то каждый из них должен характеризоваться набором из 8 независимых спиральных амплитуд причем

–  –  –

- нечетные эффекты в реакциях ^Н^м^ч определяются и интерференцией амплитуд 4 ' Т ' * Так, появляется Р - нечетная зависимость Течения процессов ^-tJV^^+^T от спиральности фотона дате в том случае, если начальный нуклон не поляризован, а по поляризациям нуклона в конечном состоянии выполнено суммирование:

"•-+ W где Линейно-поляризованные фотоны также приводят к нечетным эффектам. Так, если вектор поляризации фотона направлен вдоль оси X (ось направлена вдоль импульса фотона), то дифференциальное сечение процесса р81*Мль следующим образом зависит от азимутального угла Ч ( б ] :

Величины А и /Г определяют Р - четную и Р - нечетную асимметрии углового распределения ЯГ- мезонов, обусловленные линейной поляризацией фотона:

Если начальный нуклон поляризован в плоскости реакции ( то возникающая асимметрия носит Р - нечетный характер (начальный фотон неполяризован, по поляризациям нуклона в конечном с о стоянии выполнено суммирование).

а. Нуклон поляризован вдоль оси 2- :

б. Нуклон поляризован вдоль оси Поляризация нуклонов в конечном состоянии в направлении их импульса также является Р - нечетной и определяется выражением!.

Вместо спиральных амплитуд ^^^ и -$л,У можно д с пользовать также так называемые скалярные амплитуды ^ и 4i ц4 где ef - 3-вектор поляризации фотона, Иу~ц Иь - единичные векторы вдоль импульсов Ij - кванта ? и Of - мезона ~Ц, ^г-Д в У х " компонентные спиноры начального и конечного нуклонов, скалярные амплитуды -j"j описывают Р - четную часть амплитуды F, а скалярные амплитуды % описывают Р - нечетную часть.

Формулы, определяющие Р - нечетные эффекты в терминах амплитуд ^ и J, приведены в Приложении.

3. Оценим теперь Р - нечетные эффекты вблизи порога реакций У-t J -9 JV+ciT. в приближении мягких пионов [у] для Р - н е V четных амплитуд процессов Y4JV-*JV-»*JT можно получить простые выражения, аналогично тому, как это делается в случае ОТ/У- рассеяния. Этому приближению отвечают полюсные диаграммы на р и с.

1, где квадрат отвечает Р - нечетным вершинам. Для реальных ф о - ' тонов вершина 0N - взаимодействия всегда является г - четной, если имеет место инвариантность относительно СР - преобразования ( Р - нечетный диподьный момент нуклона возможен только при нарушении Т - инвариантности ( в ) ). В силу СР - инварианюости взаимодействие нейтрального пиона с нуклоном также должно быть Р - четным (независимо от того, заряженными или нейтральными токами порождается эффективный гамильтониан слабого взаимодействия). Поэтому модель мягких пионов не приводит к нарушению Р - инвариантности в реакциях фотообразования О\й- мезонов на нуклонах.

'Л/

–  –  –

где 4 - г - нечетная константа ри$ + - взаимодействия, эСр, Хуу - аномальные магнитные моменты нуклонов, К; % f\ ^ 4-импульсы фотона, ( Г - мезона, начального (конечного) нуклонов, $=См,)г, ц- (к-р г ) г ; 4, (к- ^)2 Полезно ввести в рассмотрение • -нечетные инвариантiSic% ные амплитуды процесса Тогда в приближении мягких пионов эти амплитуды для процесса

V определяются формулами:

( Инвариантные амплитуды для процесса }[+H?fH F могут быть получены из инвариантных амплитуд для ^fp-rff*^ с помощью замены м** s.

Матричный элемент, отвечающий диаграмме 2 р (четность не сохраняется в электромагнитной вершине), имеет вид где 0{Щ) - Р - нечетная константа Trtj' - взаимодействия, OL и (^ - константы Р - четного YM - взаимодействия, Wv - масса векторного мезона, соответствующе инвариантные амплитуды определяется тогда следующими выражениями:

Если пространственная четность не сохраняется в УШ -вершине, то матричный элемент имеет вид

–  –  –

На пороге реавдий отлична от нуля только одна J-tNwli

Р - четкая (^) и одна Р - нечзтная (Зг1 амплитуды.рассмотренным выше матричным элементам соответствуют следующие пороговые амплитуды:

Таким образом5 г « нечетные амплитуды образования заряженных пионов определяются вкладом мягкопионной части и О - мезона, амплитуды фотообразования ОТ0 - мезонов определяются вкладами ю- и СО - мезонов.

Для г - четных амплитуд процессов YtJbMC вблизи порога можно использовать результаты алгебры токов, согласно которой эти амплитуды с хорошей точностью могут быть вычислены в псевдовекторном варианте борновского приближения:

где Oj-- константа li'.ftf - взаимодействия.

Из структуры амплитуды FQpV-*JfaO следует, что пороговая г - нечетная асимметрия рассеяния циркулярно-поляризованных фотонов на неполяризованных нуклонах кг равна асимметрии рассеяния V неполяризованных фотонов на протонах, поляризованных в направлении мпульса X - кванта!

М воспользовались тем, что в силу СР» инвариантности амплитуы ды ^L и 4г должны быть вещественными у порога.

М видим, что для оценки пороговых Р - нечетных эффектов ы необходимо знание г - нечетных констант YViV, ffflil и Щ.

Эти константы определяются uS=O частью слабого гамильтониана.

В схеме Кабиббо этот гамильтониан представляет собой произведение заряженных слабых токов адронов где S c - угол Кабиббо. Первое слагаемое приводит к изменению изотопического спина на 0 и 2» второе слагаемое - на О и 1,поэтому оба эти слагаемые дают вклад в Р - нечетную амплитуду процессов jf+JfcJIftC, Нейтральные слабые токи адронов такте должны приводить к г - нечетному вкладу в амплитуды процессов Jt JV-? Л/+С. в общем случае гамильтониан с Д$=0, порождаемый нейтральными токами, должен иметь следующую изотопическую структуру: е, Не# = Qd H ta, Н -v а г Н • Коэффициенты 0 | о, flL, 0 г зависят от конкретной модели слабых нейтральных токов, часть гамильтониана Н^ ' приводит к изменению изотопического спина на д Т • Относительная роль отдельных слагаемых в НС{4 и Kff в настоящее время не выяснена. По аналогии с процессами* в которых странность изменяется., можно предположить справедливость октетного усиления в Н ^ а н,^ * Учет взаимодействия кварков на малых расстояниях, определяемого обменом цветными глюонами, позволяет оправдать это предположение • ~ Теоретическая неопределенность в вычислении констант г-«н»^ четных \Ш, CAW, Щ - взаимодействий довольно велика. Например, величина константы слабого pNU - взаимодействия, вычисленная на основе гипотезы факторизации ( э ), на порядок меньше величины этой константы, найденной в S\)^ - симметрии (loj • Величина константы OlVtf - взаимодействия также зависит от варианта модели слабого взаимодействия: в модели Вайнберга значение этой константы существенно больше ее значения в модели йабиббо (в которой эта константа пропорциональна Ь\п*\ )(|![J „ Наиболее просто оценить амплитуду ^ для реакции фотообразования нейтральных 'Л - мезонов, так как у порога этой реакции имеет место только один механизм нарушения г - инвариантности, а именно обмен р и Ы - мезонами с г - нечетными VM/ - вершинами. Используя экспериментальные значения гаярдан распадов о ^ и lOJSjf, имеем

- г.* J # «0 (ни И Легко видеть, что величина ^(ХР^Р^*) сильно зависит от модели слабого взаимодействия. Так, Б модели Кабаббо на основе факII торизадим можно получить, что \=О, тогда как в рамках SlW - симметрии (io] Тг($!ьрф)= -Х- -ffa. • 7. Ю ", т. е.

T / : S - 2.1СГ. В модели Вайнберга с учетом глюонных попрас вок ['12] инеем ^(jrfwjWf)* x/о"* /*Чг » * * e, на порядок меньшее эначзнае. Аналогичным образом можно вычислить вклад р - т&еош Б Т г (?-№*), обусловленный нарунением Р-инвариантности в pJI/V- вершине, ^tyfWfV)» З ^. Ю ^ Х g^J/j* fe • где »

о 0 i G t j ^ / f e - 3,*.I0"*, значение, полученное на основе факторизадии! в большинстве работ значения Q(pf) почти не отличак е д гл значения константы Я о. Такой же валад вносит мехаT($tmi) н!?эи нарушения Р - инвариантности в р ~ вершине, &Г •'•й^ЛСГ 8 е/исг, с учетом теоретической неопределенности z значении г - нечетной константы G (pty) (I3J. Оказывается, что наибольшей является амплитуда мягкопионного приближеI0" 8 в модели кабиббо fa. ^ ния» ? ^ ( ) ' / ^ ^ 0 ^ f % f » где Й ~ 40ЛСГ в модели Вайнберга [llj. Следовательно, в модели Вайнберга Р «. нечеткие эффекты в реакции у'+р^И"1^ вблизи порога равны Ть/^ "*• Ю"''. М видим, что Р - ' нечетные аскмы ©.етрии в реакции ytp^H+'H1" несколько превышают значения асадшетрий в реакции ]г+Р^ Р + ^. Если же имеет место усиление константы V - нечетного (№ - взаимодействия, то соответственно будут усилены и величины Р - нечетных эффектов в реЙХ фотообразования ^ й - мезонов на нуклонах.

–  –  –

Появление двух констант связано с тем обстоятельством, что в Р - нечетном распаде А^^+^Г возможно образование JT- кван-i тов двух типов, а именно, электрического дипольного и магнитного квадруподьяого. Вероятность распада Д-^JVt^ сдедувщин образом связана с константами 5е( и % td - энергия фотона в системе покоя Д - изобары.

Матричные элемент, отвечающие диаграммам на ргс. 3, имеет вид

–  –  –

Вероятности распадов Л-?Л+5Г и Ь,*Щ с неполяризованнюга частицами определяется формулами:

Инвариантные амплитуды Ajs/W, отвечающие матричному элементу 4т), можно записать в виде Во всех этих формулах везде, кроме пропататора А- изобар», полагаем S= Pt*, как это принято в изобарной модели.

Легко могут быть^ получены и соответствущие выражения для скалярных амплитуд 7, :

где JV= z\^\tiffiW?n)/faW, Е„ E,- энерпю начальяого и конечного нуклонов в с.ц.и. реакции frjV-JMF.

С помощью этих амплитуд можно вычислить Р - нечетный вклад А - изобары в амплитуды процессов Y+JI^JIf-tT, дда г - нечетных амплитуд можно воспользоваться результатам»

мультипольных анализов.

5. Как известно, при больших энергиях процессы фотооОра~ зования Т - мезонов на нуклонах ыожно описывать в райках модели полюсов Редже. Для процессов ^ЛМ + ^° обычно учитывает вклад со- и О - полюсов Редже, а также вклад ветвлений, отвечающих одновременному обмену вакуумным полюсом и и),о«. полюсами Редже. Если учесть слабое взаимодействие, то появятся г - нечетные константы взаимодействия реджионов с адронами.

В этом случае г - четная и г - нечетная части амплитуд процессов jMbJwft имели бы одинаковую энергетическую зависимость, поэтому г - нечетные эффекты (асимметрии и поляризации) должны слабо зависеть от энергий взаимодействующих частиц. Возможен однако другой механизм нарушения Р - инвариантности в процессах фотообразозания ^А~- мезонов на нуклонах, а именно,оймен W _ бозонами в случае образования заряженных пионов, к обмен Z - бозоном fts) в случае образования нейтральных пвенов.

Так как спин этих бозонов равен единице, то энергетическая зависимость г - нечетной части амплитуды будет отличаться от энергетической зависимости Р - четной части амплитуды, и, следовательно, г - нечетные эффекты в этом случае должны увеличиваться с ростом энергии взаимодействующих частиц.

Несколько иная картина возникает в+случае фотообразования К „ мезонов, в реакциях образования К - мезонов, fi*p+A+C + к Y"tft- Ил К возможен обмен V - бозоном, но амплитуда такого мзханиэыа должпа быть пропорциональной Sin73c. Поэтому ^ - нечетные эффекты в этих реакциях почти на два порядка долаяы быть меньше Р - нечетных эффектов в случае фотообразования Т - мезонов. Из-за отсутствия нейтральных слабых токов с изменением странности (1б) обмен 2° - бозоном запрещен в реакциях образования нейтральных каонов, X + p ^ S ^ K 0 Улп-* Л^К".

Поэтому Р - нечетные эффекты для этих процессов должны определяться нарушением г - инвариантности в Редже-вершинах, а, следовательно, эти эффекты не должны расти с энергией.

–  –  –

г - нечетная асимметрия углового распределения ^ - мезонов, обусловленная поляризацией нуклонов в начальном состоянии, определяется следующими формулами (начальный фотон неполяризовач, по поляризациям нуклона в конечном состоянии выполнено суммиа. Нуклон поляризован вдоль импульса фотона ( т. е. вдоль б. Нуклон поляризован перпендикулярно импульсу фотона (вдоль осиХ ) :

Р - нечетная асимметрия углового распределения ?Г- мезонов, обусловленная линейной поляризацией фотона (в направлении осиХ), следующим образом зависит от направления поляризации начального нуклона (по поляризациям нуклона в конечном состоянии выполнено суммирование).

а. Нуклон поляризован вдоль оси X :

б. Нуклон поляризован вдоль оси U :

с. Нуклон поляризован вдоль оси ё :

+ % наконец, Р - нечетная асимметрия углового распределения пионов, обусловленная циркулярной поляризацией фотона, отлична от нуля только в том случае, если мишень поляризована в направлении, перпендикулярном плоскости реакции (по поляризациям нуклонов в конечном состоянии выполнено суммирование), где jj - вектор поляризации нуклонов в начальном состоянии

Похожие работы:

«Оборудование для открытых горных работ Каталог 2010 г. Издано в феврале 2010 г. Номинальные рабочие характеристики основаны на оптимальных условиях. Эти величины могут меняться в зависимости от...»

«Математический институт им. В. А. Стеклова Российской академии наук Лекционные курсы НОЦ Выпуск 4 Издание выходит с 2006 года Д. В. Трещев Гамильтонова механика Москва УДК 531.01 ББК (В)22.21 Т66 Редакционный совет: С. И. Адян, Д. В. Ано...»

«Пояснения к учебному плану Настоящий учебный план основной профессиональной образовательной программы среднего профессионального образования ГБОУ СПО РО «Пухляковский агропромышленный техникум» разработан на осно...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» РАБОЧАЯ ПРОГРАММА Шифр Наименование дисциплины Б1.В.ДВ.3.1 Эконом...»

«Опубликовано в Научно-техническом вестнике СПбГУ ИТМО. 2008. Выпуск 53. Автоматное программирование, с. 88-100. УДК 004.4’242 СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТАНКОМ ДЛЯ ИГРЫ ROBOCODE С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АЛГОР...»

«Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого» Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Коровкин Николай Владимирович Официальные оппоненты: доктор технических наук, ректор ФГАОУ...»

«© 1997 г. Ю.Н. ДОРОЖКИН РЕФОРМА МЕСТНОЙ ВЛАСТИ ДОРОЖКИН Юрий Николаевич профессор, доктор философских наук, зав. кафедрой политологии и социологии Уфимского нефтяного технического университета. Сегодня в Республике Башкортостан (РБ) функционирует 20 городских Советов, 51 районный, 41 поселковый и 922 сельских Совета,...»

«КАТАЛОГ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМПЕРАТУРЫ (ТЕРМОМАИЗЕРЫ) Концерн Медведь 2010 Информация о предприятии ООО КОНЦЕРН МЕДВЕДЬэто современное машиностроительное предприятие, выпускающее вентиляционно-отопительное и энергосберегающее оборудование. Предприятие обеспечено высококвали­ фицированным...»

«1. ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИОЛОГИЮ. ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ СИСТЕМ. Тема 1.1 Введение в физиологию. Типы возбудимых клеток, их свойства. Физиология – наука о ме...»








 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.