[論文レビュー] Exclusive Electro-Disintegration of 3He at high Q2: II. Decay Function Formalism

Misak Sargsian, T. V. Abrahamyan+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 7, 2005

Atomic and Subatomic Physics Research被引用数 8

ひとこと要約

本稿では、高 $Q^2$ での $^3$He の排他的電離散化を研究するため、一般化されたアイケオナル近似内に崩壊関数形式を構築し、短距離二および三核子相関（SRCs）を分離するとともに、単一および二重散乱効果を解きほぐす。崩壊関数は、2Nおよび3N SRCsの新たな感受性の高いプローブを提供し、三核子力および色透過性を調べるための運動量領域を特定する。

ABSTRACT

Based on the theoretical framework of generalized eikonal approximation we study the two-nucleon emission reactions in high $Q^2$ electro-disintegration of $^3He$. Main aim is to investigate those features of the reaction which can be unambiguously identified with the short range properties of the ground state nuclear wave function. To evaluate the differential cross section we work in the formalism of the decay function which characterizes the property of the ground state wave function as well as the decay properties of final two nucleon spectator system. Our main motivation here is to explore the accessibility of two-- and three--nucleon short range correlations in $^3$He as well as to isolate unambiguously single and double rescattering processes in the reaction dynamics. Our analysis allowed us also to identify new approaches for investigating the role of the practically unknown three-nucleon forces in the ground state wave function of $^3He$.

研究の動機と目的

• 高 $Q^2$ における排他的 $^3$He$(e,e'NN)N$ 反応において、短距離二および三核子相関（SRCs）を分離するための崩壊関数形式を開発すること。
• はねのけられた陽子の最終状態相互作用（FSI）における単一および二重散乱寄与を分離すること。
• 三核子力が $^3$He 基底状態波動関数に直接的に影響を与える運動量領域を特定すること。
• 従来のスペクトル関数に比べ、崩壊関数がSRCs、特に3N相関に対して優れた感受性を示すことを示すこと。
• 硬い排他的核反応における色整合性および色透過性を研究するための新しい枠組みを提供すること。

提案手法

• 散乱振幅を計算するために、打たれた陽子が残りの陽子と複数回散乱するのを含む、一般化されたアイケオナル近似（GEA）を採用する。
• 基底状態波動関数の性質およびスペクテーター系の崩壊を記述する関数を組み込んだ、崩壊関数形式を導出する。
• 崩壊関数を用いて、微分断面積を核基底状態および最終状態の二陽子相関で表す。
• 平面波衝撃近似（PWIA）および歪み波衝撃近似（DWIA）の両方の枠組みで形式を適用し、後者は第I部のGEA計算に基づく。
• 現実的な入力条件を組み込む：Bochumグループの $^3$He 波動関数（3N力を含む・含まない）、低エネルギーNN散乱のSAIDパラメータ化、更新された高エネルギー小角度NN振幅。
• 数値的解析を実施し、異なるSRC配置（2N-I、2N-II、3N-I、3N-II SRCs）からの寄与に崩壊関数を分解する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 崩壊関数形式は、$^3$He 電離散化において、二および三核子短距離相関をどのように特徴的に分離できるか？
• RQ2 最終状態相互作用（FSI）およびペア歪み効果が支配的な運動量領域はどこか？ そして、それらはどのようにSRC効果から分離できるか？
• RQ3 スぺクトル関数が洗い流してしまう中で、$^3$He 基底状態波動関数に三核子力の痕跡を崩壊関数が明らかにできるか？
• RQ4 二重散乱が顕著に現れるような運動量配置はどこか？ これは色透過性を調べるための重要なシグナルである。
• RQ5 崩壊関数のSRCsに対する感受性は、従来のスぺクトル関数に比べてどのように異なるか？

主な発見

• 崩壊関数は、2Nおよび3N短距離相関の明確で明確なシグナルを示すが、スぺクトル関数はペア歪みおよびFSI効果により3N SRC寄与を洗い流してしまう。
• PWIAにおいて、崩壊関数は2N-Iおよび2N-II SRCsの構造を明確に明らかにし、欠落運動量とエネルギーの相関、およびpp相対運動量分布の節に対応する最小値を示す。
• 崩壊関数は、3N SRCsを直接的にプローブする手段を提供する。特に、3N-Iおよび3N-II配置では、すべての三つの陽子が大きな相対運動量を持ち、互いに約120°の角度をなす。
• ペア歪みおよびFSI効果は、スぺクトル関数の3N SRCsに対する感受性を著しく低下させるが、崩壊関数は強い感受性を維持しており、これらの相関を明確に特定可能にする。
• 二重散乱が支配的になる運動量領域が存在し、これは排他的ハード散乱過程における色透過性現象を研究するための新たな道筋を提供する。
• 崩壊関数形式は、$^3$He 基底状態波動関数における三核子力の効果を、排他的 $^3$He$(e,e'NN)N$ 測定によって直接的に調べられる特定の運動量領域を同定する。