[論文レビュー] P and T odd effects in deuteron in the Reid potential

R. V. Korkin|ArXiv.org|Apr 27, 2005

Quantum, superfluid, helium dynamics被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、中性子-陽子間の核力ポテンシャルとしてリード型の核力ポテンシャルを用い、パイオン質量 mπ → 0 の chirality 制限下で、ドデュートロンにおける P 奇・T 奇の電磁モーメント、特に電気双極子モーメント（EDM）および光分解断面積非対称性を計算している。計算結果では、ドデュートロン波動関数の d 波成分が非対称性に強く寄与し、A = 0.16 × 10⁻⁷ という値が得られ、従来の零距離近似と比べて顕著に小さいことが判明した。また、ベクトルメソンの寄与はパイオン交換に比べて無視できるほど小さいことが確認された。

ABSTRACT

The $P$ and $T$ odd deuteron multipoles are calculated in the Reid nucleon-nucleon potential in the chiral limit $m_π o 0$. The contact current generated by the $π$-meson exchange does not contribute to the anapole moment. The contact current generated by the vector meson exchange is negligible in comparison with other contributions of vector mesons. The result for the deuteron electric dipole moment is of great interest because of the experiment on its measurement discussed in Brookhaven. The deuteron photodisintegration cross section asymmetry at the threshold is also calculated. It is shown that its value strongly depends on the tensor forces and d-wave contribution to the deuteron wave function.

研究の動機と目的

• リードポテンシャルを用いて、中性子-陽子間の核力ポテンシャルを chirality 制限下で使用し、ドデュートロンの電気双極子モーメント（EDM）および磁気四重極モーメント（MQM）を計算すること。
• ドデュートロン波動関数の d 波混合および短距離領域における振る舞いが、P および T 奇の物理量に与える影響を調査すること。
• 実際の波動関数を用いることで、理論的予測の不一致を解消し、P 奇光分解断面積非対称性の理論的予測を改善すること。
• パイオンおよびベクトルメソンの交換が、アナポールモーメントおよび EDM に与える寄与を評価すること。特に、近い将来に予定されているブルークヘン・実験の文脈を考慮すること。

提案手法

• ソフトコア型リードポテンシャルを用いて、ドデュートロンの S 波および D 波成分に対するシュレーディンガー方程式を数値的に解く。
• 弱い PNC 核子-核子ポテンシャルを用いて、P および T 奇の弱い相互作用を含む摂動波動関数を導出する。
• 波動関数および弱い電流演算子を用いた行列要素を用いて、電気双極子モーメント（EDM）および磁気四重極モーメント（MQM）を計算する。
• 全ドデュートロン波動関数および弱い電流行列要素を用いて、γd → np の閾値領域における光分解断面積非対称性 A を計算する。
• パイオン交換（mπ に特異性を示す）、ベクトルメソン（ρ および ω）、および核子のアナポールモーメントの寄与を個別に評価する。
• 結果を従来の零距離近似および他の現実的ポテンシャル（例：Argonne v18）と比較し、d 波依存性および短距離領域への感受性に注目する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ドデュートロン波動関数の d 波成分は、γd → np における P 奇光分解断面積非対称性にどのように寄与するか？
• RQ2 パイオン交換とベクトルメソン交換の両方が、chirality 制限下におけるドデュートロンの電気双極子モーメント（EDM）に与える相対的寄与は何か？
• RQ3 なぜ、異なるモデルやポテンシャル間でドデュートロンの P 奇非対称性の理論的予測に顕著な差が生じるのか？
• RQ4 ドデュートロン波動関数および弱い電流行列要素の短距離領域における振る舞いが、EDM および MQM にどのように影響を与えるか？
• RQ5 現実的ポテンシャルにおいて、ベクトルメソンの寄与がアナポールモーメントおよび EDM に無視できない程度に逸脱する可能性はどれほどか？

主な発見

• 閾値領域における光分解断面積非対称性の計算結果は A = 0.16 × 10⁻⁷ であり、従来の零距離近似（例：~1 × 10⁻⁷）と比較して顕著に小さい。これは強い d 波依存性に起因する。
• リードポテンシャルにおける d 波混合率（Pd = 6.5%）が非対称性に支配的寄与を示しており、これを除くと A は 0.74 × 10⁻⁷ に増加する。これにより、d 波成分の重要性が明確に示された。
• アナポールモーメントへのパイオン交換寄与はパイオン質量に特異的であり、支配的である一方、ベクトルメソン寄与は大きさ的に無視できる。
• ドデュートロンの EDM は、文献に報告された結果と整合的であり、本計算では g₀ 項が消えるのに対し、一部の先行モデルとは異なっている。
• EDM および MQM におけるベクトルメソン寄与は小さく、短距離領域における波動関数の振る舞いに対して極めて感受性を示しており、モデル依存性が強く、この文脈では信頼性に欠ける。
• 本研究と従来の結果（例：depl2, FT）との差異は、主に d 波成分の違いおよび短距離領域における波動関数の振る舞いの差に起因する。