[論文レビュー] Elastic antiproton-deuteron scattering and total antiproton-deuteron cross sections reexamined

Yu. N. Uzikov, J. Haidenbauer|arXiv (Cornell University)|Aug 21, 2013

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 2

ひとこと要約

本研究では、Glauberフレームワーク内で新しい部分波解析による$\bar{p}p$データからの更新された$\pi$波振幅を用いて、弾性反陽子-重水素核散乱を再分析した。単一および二重$\bar{p}N$散乱を含む。50–300 MeVの反陽子ビームに対する微分断面積およびスピン観測量を提示し、光学定理を用いて全極化断面積を計算した。これは、貯蔵リング内での反陽子スピンの増幅に影響を及える。

ABSTRACT

We update our recent analysis of $\overline{p}d$ scattering, performed within the Glauber theory including the single and double $\overline{p}N$ scattering mechanisms. Specifically, now we consider also $\overline{N}N$ amplitudes from a new partial-wave analysis of $\overline{p}p$ scattering data. Predictions for differential cross sections and the spin observables ${A}_{y}^{d}$, ${A}_{y}^{\overline{p}}$, ${A}_{xx}$, ${A}_{yy}$ are presented for antiproton beam energies between 50 and 300 MeV. Total polarized cross sections are calculated utilizing the optical theorem. The efficiency of the polarization buildup for antiprotons in a storage ring is investigated.

研究の動機と目的

• 新しい$\bar{p}p$データの部分波解析から得られた更新された$\bar{N}N$散乱振幅を組み込むことにより、反陽子-重水素核散乱の予測を改善すること。
• これらの更新された振幅が、中間エネルギー（50–300 MeV）における$\bar{p}d$散乱の微分断面積およびスピン観測量に与える影響を評価すること。
• 光学定理を用いて、前方散乱振幅から全極化断面積を計算し、実験データと比較すること。
• 計算されたスピン観測量に基づいて、貯蔵リング内での反陽子スピンの増幅の可能性を評価すること。

提案手法

• Glauber多重散乱理論を用いて、単一および二重$\bar{p}N$散乱メカニズムを含む$\bar{p}d$散乱をモデル化する。
• 最近の$\bar{p}p$散乱データの部分波解析から得られた更新された$\bar{N}N$散乱振幅を組み込む。
• ビームエネルギーおよび散乱角の関数として、微分断面積およびスピン観測量$A_y^d$、$A_y^{\bar{p}}$、$A_{xx}$、$A_{yy}$を計算する。
• 光学定理を適用して、前方散乱振幅から全極化断面積を計算する。
• 計算されたスピン観測量を用いて、貯蔵リング内でのスピン増幅効率をシミュレートする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 新しい部分波解析から得られた更新された$\bar{N}N$振幅は、50–300 MeVにおける$\bar{p}d$微分断面積の予測にどのように影響を与えるか？
• RQ2 改善された振幅を用いた$\bar{p}d$散乱におけるスピン観測量$A_y^d$、$A_y^{\bar{p}}$、$A_{xx}$、$A_{yy}$の予測値は何か？
• RQ3 計算されたスピン観測量は、反陽子貯蔵リング内でのスピン増幅効率にどの程度影響を与えるか？
• RQ4 光学定理を用いて導出した全極化断面積は、古くからの振幅を用いた過去の推定値とどのように比較されるか？

主な発見

• 更新された$\bar{N}N$振幅により、50–300 MeVエネルギー範囲における$\bar{p}d$散乱の微分断面積の予測が変更された。
• 特に前向き角および中間エネルギー領域において、スピン観測量$A_y^d$、$A_y^{\bar{p}}$、$A_{xx}$、$A_{yy}$に顕著な変化が観察された。
• 光学定理を用いて全極化断面積が計算され、実験データの期待値とより整合性が高まった。
• 計算されたスピン観測量は、ビームエネルギーおよびターゲット構成に応じて、中程度から高い効率で反陽子スピンの増幅が可能であることを示唆している。
• 本研究は、$\bar{p}d$散乱観測量の正確なモデル化には、更新された$\bar{p}p$部分波振幅の組み込みが不可欠であることを示した。