cern低能反質(zhì)子環(huán)上非彈性和非彈性散射的理論研究

cern低能反質(zhì)子環(huán)上非彈性和非彈性散射的理論研究

1.引言自cen建立低能反質(zhì)子環(huán)（lear）以來，收到了大量高質(zhì)量的低能、低能彈性和低彈性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。理論上，關(guān)于pp-pp半模型的研究也有報道，并在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方面取得了成功。用—pp—做入射粒子,研究—pp—核的相互作用,將期待在ˉΝNˉˉˉN相互作用和核結(jié)構(gòu)方面出現(xiàn)新的物理信息.ˉΝNˉˉˉN相互作用的最主要特征是湮沒,這種特征有別于NN相互作用.對ˉΝNˉˉˉN湮沒有許多種描述:在文獻(xiàn)中給出了3種形式的湮沒勢.我們曾用這3種形式的湮沒勢對180MeV的—p+12Cp—+12C和—p+16Οp—+16O彈性散射進(jìn)行細(xì)致的研究,還對入射動量為600MeV/c(c為真空光速)的反質(zhì)子在12C上的3個最低激發(fā)態(tài)的非彈性散射進(jìn)行了研究,研究結(jié)果表明:只要適當(dāng)?shù)剡x取勢參數(shù),理論計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)符合得很好.本工作采用在文獻(xiàn)中給出的3種形式的湮沒勢對較低能的—p+12Cp—+12C非彈性散射進(jìn)行了研究,對46.8MeV的反質(zhì)子在12C上的非彈性散射角分布進(jìn)行了計算并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較.本項工作在Glauber多重散射理論的框架下,利用躍遷密度方法,研究46.8MeV的反質(zhì)子在12C的低激發(fā)態(tài)(Jπ=2+,4.44MeV)上的非彈性散射.計算中我們使用ˉΝNˉˉˉN湮沒勢和非彈性躍遷形狀因子,同時給出使用二體元振幅計算的結(jié)果作為參考.2.彈性近似的解析法求解非彈性散射由Glauber理論,一個粒子被A粒子系統(tǒng)散射的躍遷振幅可寫為這里k是入射粒子動量;q=ki-kf是動量轉(zhuǎn)移;b是碰撞參數(shù);|ψi〉和|ψf〉分別是原子核的初、末態(tài)波函數(shù);sj是靶核中第j個粒子的坐標(biāo)在垂直于入射平面上的投影.單體剖面函數(shù)γj(b-sj)可以通過—pp—核子彈性散射元振幅fj(q來表示通常認(rèn)為入射粒子在穿越原子核發(fā)生多次碰撞過程中,只有一次把原子核從基態(tài)激發(fā)到能量較高的狀態(tài),其他各次碰撞均為彈性過程,不改變靶核狀態(tài).稱為一次非彈性近似.引入彈性散射矩陣元式中S0,0(q)為靶核的形狀因子.對12C,選用擬合實(shí)驗(yàn)的單粒子密度其中,A為靶核核子數(shù),aCM=1.61fm,aCH=1.51fm.非彈性躍遷矩陣元可表為式中非彈性躍遷形狀因子為(6)式中的SL(q)為約化躍遷形狀因子,由擬合電子非彈性散射實(shí)驗(yàn)確定:對于2+態(tài)的躍遷,L=2.假定中子有關(guān)躍遷的量與質(zhì)子的相同,則(1)式可寫為Ffi(q)=ik2πA∫d2beiq?bˉΓLΜ,0(b)?[1-ˉΓ0,0(b)]A-1,(8)ˉΝN湮沒支配—p核散射過程?—p-Ν二體元振幅f(q)可用湮沒勢算出.用純吸收勢V—pp(r)來描寫散射中的湮沒效應(yīng)其中W(r)取以下3種形式:(9b)—(9d)式中的參數(shù)可調(diào).與(9a)式的勢相應(yīng)的剖面函數(shù)為對應(yīng)的相移χ(b-s)由下式給出:由這個相移,進(jìn)一步求出—p_Ν二體元振幅f(q):ˉΝN散射過程的—p_Ν二體元振幅f(q)也可以采用類似于NN相互作用的形式,即取自旋無關(guān)的參數(shù)化形式:式中σ為總截面,ρ為實(shí)虛比,β2為斜率參數(shù).這些參數(shù)從擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到,在本工作中取σ=15.6fm2,ρ=0.35,β2=0.80fm2.因?yàn)椤猵n散射沒有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),因此,對—pp和—pn散射振幅,使用相同的數(shù)值.這里忽略了自旋效應(yīng).3.算法的驗(yàn)證結(jié)果應(yīng)用第2節(jié)的理論框架和公式,計算了46.8MeV的反質(zhì)子在12C上的2+態(tài)激發(fā)的非彈性散射微分截面.躍遷密度的參數(shù)由元振幅法擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出:B=0.61fm2,C=-0.0761,D=0.57fm2.湮沒勢的參數(shù)列于表1中.計算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一起給出在圖中.圖中給出—p+12C上的2+態(tài)激發(fā)的結(jié)果.虛線代表以湮沒勢Ⅰ作為輸入的計算結(jié)果,點(diǎn)虛線代表以湮沒勢Ⅱ作為輸入的計算結(jié)果,實(shí)線代表以湮沒勢Ⅲ作為輸入的計算結(jié)果,點(diǎn)線是采用(13)式代表的二體元振幅的計算結(jié)果.從計算結(jié)果看,理論計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合得比較好.從圖中看出,曲線的形狀和大小與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致.在極小值處,湮沒勢的結(jié)果比實(shí)驗(yàn)的極小值尖銳,而利用(13)式的元振幅計算的結(jié)果卻比較高,在180MeV的彈性散射和600MeV/c的非彈性散射中也有類似情況.在極小值處,實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的誤差相當(dāng)大,理論計算值的誤差也很大.綜合上面的分析,得到結(jié)論:1)直接采用湮沒勢作為基本輸入得到的計算結(jié)果