[論文レビュー] Spin Observables in Antilambda-Lambda Production from Antiproton-Proton Annihilation with a Transverse Inital State Polarization

K. Paschke, B. Quinn|arXiv (Cornell University)|Aug 4, 2000

Atomic and Molecular Physics被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、$\bar{p}p\to\bar{\Lambda}\Lambda$反応における横方向の標的スピン極化が、24個の非自明なスピン観測量のみを用いても、散乱振幅のスピン構造を完全に特定可能であることを示している。これは、従来の制限を超えるものである。本論文は、これらの観測量に対するグローバルフィットが、モデルに依存しない形で全6つの複素振幅（$a,b,c,d,e,g$）を再構成可能であることを証明しており、$b=c$の場合でも$b \neq 0$であれば、反応のスピンダイナミクスの完全なアクセスが可能であることを示している。

ABSTRACT

The formalism describing the scattering of two spin-1/2 objects is reviewed for the case of antilambda-lambda production from antiproton-proton annihilation. It is shown that an experiment utilizing a transverse target polarization can, in principle, completely determine the spin structure of the reaction. Additional measurements, even those using both beam and target polarizations, would not be sensitive to any additional spin dynamics. Thus, the transverse target polarization allows access to the complete set of spin observables, not just the subset upon which the literature has previously focused. This discussion is especially relevant in light of the data collected by PS185/3 at LEAR.

研究の動機と目的

• 横方向標的スピン極化が、これまで測定されたサブセットを超えて、$\bar{p}p\to\bar{\Lambda}\Lambda$におけるスピン観測量の完全なセットへのアクセスを可能にするかどうかを確立すること。
• 横方向にスピン極化された標的を用いて測定された観測量に対するグローバルフィットにより、全スピン遷移行列が再構成可能であることを示すこと。これにはビームのスピン極化を必要としない。
• $b = c$の場合のパラメータ抽出における曖昧さを、$a,e,d,g$を含む線形方程式を用いて一意の解を導出することによって解消すること。
• PS185/3データ解析を$D_{0n0n}$から全散乱振幅のパラメータライゼーションへ拡張する可能性を評価すること。

提案手法

• $\bar{p}p\to\bar{\Lambda}\Lambda$散乱の形式的記述は、中心座標系における6つの複素振幅（$a,b,c,d,e,g$）を用いて行われ、パウリ行列と空間的ベクトルがスピン構造を定義する。
• スピン観測量${\cal X}_{ij\mu\nu}$は、トレース$\mathrm{Tr}\left[\sigma_{1i}\sigma_{2j}{\cal M}\sigma_{1\mu}\sigma_{2\nu}{\cal M}^\dagger\right]$から導出され、全断面積$I_0$で正規化される。
• 横方向標的スピン極化により、入射反陽子および散乱面に合わせた座標系を用いて、すべての${\cal X}_{ij0\nu}$観測量（$\nu \in \{0,m,n\}$）が測定可能である。
• $b = c$の場合に$a,e,d,g$を求めるために、8本の線形方程式（式12）を導出する。この際、既知の$b$値と測定された観測量$F_1$から$F_4$を用いる。
• この手法は、イベントの角度分布に対するアンビンド最大尤度フィットに依存しており、検出器の受容率はモンテカルロシミュレーションを用いて組み込む。
• $b \neq 0$である限り、この解は有効であり、$C_{nn00} = 1$は$b = c = 0$を示しており、この場合全再構成にはビームのスピン極化が必要となる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 横方向にスピン極化された標的が、$\bar{p}p\to\bar{\Lambda}\Lambda$振幅の完全なスピン構造を一意に特定可能か？
• RQ2 横方向標的スピン極化でのみ測定された観測量から、全6つの複素振幅（$a,b,c,d,e,g$）を再構成可能か？
• RQ3 $b = c$のときの退化が散乱振幅の特定に与える影響は何か？ また、これを解消できるか？
• RQ4 PS185/3データ解析を$D_{0n0n}$から全遷移行列のパラメータライゼーションへ拡張することは、統計的に可能か？

主な発見

• 横方向標的スピン極化により、すべての24個の非自明なスピン観測量${\cal X}_{ij0\nu}$にアクセス可能であり、これにより$\bar{p}p\to\bar{\Lambda}\Lambda$のスピン構造が完全に特定可能である。
• $b = c$の場合でも、$b \neq 0$であれば、8本の線形方程式（式12）を用いて、全6つの複素振幅に一意の解が存在する。
• $b = c = 0$の状態はまれであり、$C_{nn00} \to 1$は狭い角度範囲でのみ成立するため、大部分の位相空間で全再構成が可能である。
• この手法により、縦方向スピン極化を要する観測量を含む、すべてのスピン観測量が、横方向標的データのみを用いてモデルに依存しない形で予測可能である。
• 実際のデータセットを用いたアンビンド最大尤度フィットは実現可能であり、統計の有効活用と検出器受容率の組み込みが可能である。
• この解は$b \neq 0$に制限され、$C_{nn00}$は全パrameter抽出の可能性を評価するための診断指標として使用可能である。