[论文解读] 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 5

一句话总结

本文利用Bethe-Salpeter形式体系研究了 p d -> d phi p_{sp} 反应，表明在快前向氘核与慢后向残差质子的运动学条件下，截面与极化可观测量可分解为来自子过程 p n -> d phi 的贡献以及与氘核相关的运动学因子。这种分解为在即将开展的COSY实验中探测接近阈值的准自由中子过程提供了理论基础。

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.

研究动机与目标

• 建立理论框架，用于研究利用准自由中子探测接近阈值的 p n -> d phi 过程。
• 识别在何种运动学条件下，p d -> d phi p_{sp} 反应可简化为因子化形式。
• 通过探测后向残差质子，实现实验上对 p n -> d phi 子过程的标记。
• 为未来涉及phi介子产生的COSY实验提供理论基础。

提出的方法

• 采用Bethe-Salpeter形式体系描述 p d -> d phi p_{sp} 反应振幅。
• 聚焦于后向残差质子速度较慢、前向氘核速度较快的运动学构型。
• 将截面与极化可观测量分解为来自 p n -> d phi 子过程的贡献以及与氘核结构和运动学相关的部分。
• 利用因子化方法，将 p n -> d phi 动力学与最终态相互作用及残差效应分离。
• 应用理论约束，确保与相对论性量子场论及幺正性的一致性。
• 在指定运动学区域内推导可观测量的解析表达式。

实验结果

研究问题

• RQ1 在何种运动学条件下，p d -> d phi p_{sp} 反应的可观测量可实现为子过程与氘核贡献的因子化？
• RQ2 是否可通过探测 p d 散射中后向残差质子，有效标记 p n -> d phi 子过程？
• RQ3 氘核结构与运动学因子如何影响该反应中测量的截面与极化可观测量？
• RQ4 因子化在多大程度上可简化对接近阈值的 p n -> d phi 过程的理论分析？
• RQ5 在准自由运动学中，残差质子在分离 p n -> d phi 动力学方面起到何种作用？

主要发现

• 在指定运动学条件下，p d -> d phi p_{sp} 的截面与极化可观测量可分解为 p n -> d phi 子过程振幅与与氘核相关的运动学因子的乘积。
• 该因子化在后向残差质子速度较慢、前向氘核速度较快的极限下成立，与即将开展的COSY实验密切相关。
• 该因子化使 p n -> d phi 子过程可被独立研究，且可通过残差质子实现有效标记。
• 该理论框架支持在准自由中子条件下探测接近阈值的 p n -> d phi 过程的可行性。
• 结果为解释未来COSY-114及类似实验的实验数据提供了清晰的理论基础。
• 该方法可实现对 p n -> d phi 动力学的纯净提取，显著减少最终态相互作用的污染。