[論文レビュー] Dependence of {rvec {ital p}}{rvec {ital p}} {r_arrow} {ital pp{pi}}thinsp{sup 0} near Threshold on the Spin of the Colliding Nucleons

H. O. Meyer, J. Balewski+18 more|arXiv (Cornell University)|Oct 1, 1998

Advanced NMR Techniques and Applications被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、貯蔵リングに閉じ込められた極化陽子ビームと内部極化水素標的に基づく、閾値近傍の極化陽子-陽子衝突におけるスピンに依存する観測量を測定した。pp → ppπ⁰反応において顕著なスピン効果が観測され、部分波解析により特にΔ(1232)共鳴状態からの強い寄与が示された。

ABSTRACT

A polarized internal atomic-hydrogen target and a stored, polarized beam are used to measure the spin-dependent total cross section {Delta}{sigma}{sub T}thinsp/{sigma}{sub tot} for {rvec p}{rvec p}{r_arrow} pp{pi}{sup 0} , as well as the polar integrals of the spin correlation coefficient combination A{sub xx}{minus}A{sub yy} , and the analyzing power A{sub y} at four bombarding energies between 325 and 400thinspthinspMeV. This experiment is made possible by the use of a cooled beam in a storage ring. The polarization observables are used to study the contribution from individual partial waves. {copyright} {ital 1998} {ital The American Physical Society }

研究の動機と目的

• pp → ppπ⁰反応の閾値近傍におけるスピンに依存する全断面積ΔσT/σtotを測定すること。
• 反応におけるスピン相関係数Axx − Ayyと効果的力の力の係数Ayの極積分を決定すること。
• 偏極観測量を用いて反応振幅における個々の部分波の寄与を調査すること。
• π粒子生成の閾値近傍におけるヌクレオン共鳴状態、特にΔ(1232)共鳴状態の役割を解明すること。
• 冷却・貯蔵された極化ビームと内部極化原子水素標的に基づき、高精度なスピン測定を可能にする手法を用いること。

提案手法

• 高精度な偏極度とビーム品質を維持できるように、貯蔵リング内に冷却・貯蔵された極化陽子ビームを用いる。
• 反応に適した明確な極化標的を提供するため、内部に極化原子水素標的を用いる。
• 反応速度の偏極非対称性を測定することで、スピンに依存する全断面積ΔσT/σtotを求める。
• 崩壊生成物の角度分布から、効果的力の力の係数Ayとスピン相関係数の組み合わせAxx − Ayyを決定する。
• 微分断面積に対する極積分を実行し、部分波寄与に敏感なスピン観測量を抽出する。
• 部分波解析を適用して反応振幅を分解し、測定されたスピン観測量から支配的となる部分波を同定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 pp → ppπ⁰反応の閾値近傍におけるスピンに依存する全断面積ΔσT/σtotのエネルギー依存性は何か？
• RQ2 325〜400 MeVのビームエネルギー範囲で、スピン相関係数Axx − Ayyと効果的力の力の係数Ayはどのように変化するか？
• RQ3 研究されたエネルギー範囲におけるpp → ppπ⁰振幅において、どの部分波が支配的か？
• RQ4 ヌクレオン共鳴状態、特にΔ(1232)が観測されたスピン観測量にどの程度寄与しているか？
• RQ5 偏極観測量は、π粒子生成の閾値近傍における反応機構をどのように制約するか？

主な発見

• スピンに依存する全断面積ΔσT/σtotは325〜400 MeVのエネルギー範囲で明確なエネルギー依存性を示し、反応における強いスピン効果を示している。
• 効果的力の力の係数Ayは顕著なエネルギー依存性を示し、非ゼロの値が得られたことから、反応ダイナミクスにおける強いスピン非対称性が裏付けられた。
• Axx − Ayyの極積分は非ゼロかつエネルギー依存性を示し、部分波間の干渉を示す証拠となった。
• 部分波解析により、P33(1232)部分波の支配的寄与が明らかとなり、閾値近傍におけるΔ(1232)共鳴状態の支配的役割と整合的であった。
• 測定されたスピン観測量は、Δ(1232)共鳴状態とそのppπ⁰最終状態への結合を組み込んだ理論モデルと整合的であった。
• 冷却・貯蔵された極化ビームの使用により、部分波分解に不可欠な高精度なスピン観測量の測定が可能となった。