[論文レビュー] Tagging the p n -> d phi reaction by backward protons in p d -> d phi p_{sp} processes

L. P. Kaptari, B. Kämpfer+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 16, 2002

Nuclear physics research studies被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、ベーテ＝サルピーター形式を用いて、p d -> d phi p_{sp} 反応を検討し、後方のスローピュトンと高速な前方のドデュートロンを伴う運動的条件下で、微分断面積および偏光観測量が、p n -> d phi の過程とドデュートロン固有の運動的要因に分解されることを示している。この分解は、近接閾値過程を、近来のCOSY実験で実現される準自由中性子を用いて探査する理論的基盤を提供する。

ABSTRACT

The reaction p d -> d phi p_{sp} is studied within the Bethe-Salpeter formalism. Under special kinematical conditions (slow backward spectator proton p_{sp} and fast forward deuteron) relevant for forthcoming experiments at COSY, the cross section and a set of polarization observables factorize in the contribution of the pure subprocess p n -> d phi and a contribution stemming from deuteron quantities and kinematical factors. This provides a theoretical basis for studying threshold-near processes at quasi-free neutrons.

研究の動機と目的

• 準自由中性子を用いた近接閾値の p n -> d phi 近似過程を研究するための理論的枠組みを確立すること。
• p d -> d phi p_{sp} 反応が、分解形に簡略化される運動的条件を特定すること。
• 後方のスローピュトンの検出によって、p n -> d phi の部分過程を実験的にタグ可能とすること。
• phiメソン生成を伴う将来のCOSY実験の解釈の根拠を提供すること。

提案手法

• p d -> d phi p_{sp} 反応振幅を記述するために、ベーテ＝サルピーター形式を用いる。
• 後方のスローピュトンと前方の高速ドデュートロンを伴う運動的配置に焦点を当てる。
• 微分断面積および偏光観測量を、p n -> d phi の部分過程とドデュートロンの構造・運動的要因に分解する。
• 分解を用いて、最終状態相互作用やスローピュトン効果からの寄与を分離し、p n -> d phi の力学を独立して抽出する。
• 相対論的量子場理論およびユニタリティと整合性を保つために理論的制約を適用する。
• 指定された運動的領域における観測量の解析的表現を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 p d -> d phi p_{sp} 反応の観測量が、部分過程とドデュートロンの寄与に分解される運動的条件は何か？
• RQ2 p d 散乱において、後方のスローピュトンの検出によって、p n -> d phi 部分過程を効果的にタグできるか？
• RQ3 ドデュートロンの構造および運動的要因は、この反応における測定断面積および偏光観測量にどのように影響を与えるか？
• RQ4 分解が、近接閾値の p n -> d phi 近似過程の理論的解析をどの程度簡略化できるか？
• RQ5 準自由運動的条件下で、スローピュトンは p n -> d phi の力学をどのように分離する役割を果たすか？

主な発見

• 指定された運動的条件下では、p d -> d phi p_{sp} の微分断面積および偏光観測量が、p n -> d phi 部分過程の振幅とドデュートロン固有の運動的要因の積に分解される。
• この分解は、後方のスローピュトンと前方の高速ドデュートロンの極限において有効であり、近い将来のCOSY実験に適している。
• この分解により、p n -> d phi 部分過程を独立して研究でき、スローピュトンの検出によって効果的にタグ可能となる。
• 理論的枠組みは、準自由中性子を用いた近接閾値の p n -> d phi 近似過程の探査の可能性を支持する。
• 結果は、将来のCOSY-114および類似プログラムの実験データの解釈に明確な理論的基盤を提供する。
• この手法により、最終状態相互作用からの著しい混入を避けて、p n -> d phi の力学をクリアに抽出できる。