[論文レビュー] Extended superscaling with two-particle emission in electron and neutrino scattering

V. L. Martinez-Consentino, J. E. Amaro+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 18, 2022

Neutrino Physics Research被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、電子およびニュートリノ散乱におけるスケーリング関数を対称的単粒子項とqに依存する2粒子放出（2p2h）相空間項に分解することで、拡張されたスーパースケーリングモデルを提案する。この手法は、qに依存するパラメータをフィッティングすることでスケーリング関数の尾部を再現し、短距離相関、最終状態相互作用、干渉効果を含む1体カレントによって誘発される2p2h励起の寄与を捉える。これは、励起状態の2p2h応答を非弾性散乱において分離するための現象論的代替手法を提供する。

ABSTRACT

An extended superscaling analysis of quasielastic electron scattering data is proposed by parametrizing the scaling function as the sum of a symmetric function corresponding to the emission of a single particle plus a contribution from the phase space of two-particle emission. The phase space of two-particle emission (2p2h) is multiplied by a q-dependent parameter that has been fitted to describe the tail behavior of the scaling function. This approach allows for an alternative description of the quasielastic electron scattering data, incorporating the contributions from both single-particle and two-particle emission processes induced by the one-body current and explaining the asymmetry of the scaling function. In a factorized schematic model based on the independent-pair approximation, the 2p2h parameter is related to the high-momentum distribution of the pair averaged over 2p-2h excitations. However, in the phenomenological fitting approach undertaken here, this coefficient includes other contributions such as interference with two-body currents and effects of the final-state interactions. We present predictions for the inclusive two-nucleon emission cross section induced by electrons and neutrinos.

研究の動機と目的

• 非弾性電子およびニュートリノ散乱におけるスケーリング関数の尾部を記述する現象論的枠組みを構築すること。この尾部は主に2粒子放出（2p2h）過程によって支配される。
• 短距離相関（SRC）、最終状態相互作用（FSI）、および2体カレントとの干渉効果を含む、1体カレントによって誘発される2p2h励起の寄与を分離すること。
• 相空間に基づき、因子分解可能な形で2p2h応答をパラメータライズすること。qに依存する係数をデータにフィットさせる。
• 標準的な単粒子モデルを超えて、一貫性を持った現象論的アプローチで非非弾性寄与を統合すること。

提案手法

• スケーリング関数は、対称的単粒子成分とqに依存する2p2h相空間寄与の和としてモデル化される。
• 2p2h相空間は、(e,e′)データからの高ψ*尾部に合わせて、qに依存するパラメータで乗算される。
• 本手法は、SuSAM* スーパースケーリングモデルをベースとし、2p2h寄与はSRC、FSI、MEC干渉などのすべての非QED効果を吸収する現象論的パラメータとして符号化される。
• 独立したペアモデルの模式図を用いて、2p2hパラメータを相関した核子ペアの高運動量分布に関連付ける。
• 拡張されたスケーリング関数を用いて、電子およびニュートリノの両方における包含的2核子放出断面積が予測される。
• この手法は、ニュートリノ実験に関連する中間的運動量移動範囲（q ≤ 1 GeV/c）に適用される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 電子およびニュートリノ散乱における非弾性スケーリング関数の尾部は、どのように2粒子放出過程によって説明できるか？
• RQ2 1体カレントによって誘発される2p2h応答は、どの程度現象論的に分離・パラメータライズ可能か？
• RQ3 短距離相関、最終状態相互作用、およびメソン交換カレントとの干渉は、スケーリング関数の高ψ*領域をどのように形作るか？
• RQ4 qに依存するパラメータは、2p2hチャネルにおける複数の非QEDメカニズムの効果を効果的に捉えることができるか？

主な発見

• 拡張されたスーパースケーリングモデルは、qに依存する2p2h相空間寄与を用いてスケーリング関数の尾部を成功裏に記述し、実験的(e,e′)データに合わせてパラメータをフィッティングした。
• 2p2hパラメータは、短距離相関、最終状態相互作用、および2体カレントとの干渉効果の寄与を含意的に分離することなく、それらを要約している。
• 本モデルは、非弾性領域における電子およびニュートリノによる包含的2核子放出断面積について、現象論的予測を提供する。
• 本手法は、包含的データからの直接的SRCペア抽出とは異なり、特に中間的運動量移動範囲（q ≤ 1 GeV/c）において有効である。
• 本手法はSuSAM*モデルと整合的であり、半経験的パラメータライズーションにより、非非弾性寄与を含む適用範囲を拡張する。