Введение к работе
Актуальность темы. В 70-80 годы в экспериментальной физике был отмечен значительный прогресс при исследовании взаимодействия ле-птонов, фотонов и адронов с легчайшими ядрами при релятивистских энергиях. Это, в свою очередь, произвело целый переворот в поннма- нии процессов, происходящих в ядре па расстояниях порядка или меньших размера нуклона. Так, стала очевидной необходимость, наряду с обычными нуклонными степенями свободы, учитьшать и так называемые „экзотические" (мезонные, изобарные, кварк-глюонные) степени свободы, вероятность которых в ядре при обычных условиях сильно подавлена. Более того, насущным стал даже вопрос, насколько существенно меняются свойства самого нуклона, когда он из вакуума перемещается в ядерную среду. Возникла острая необходимость в разработке релятивистских подходов к описанию структуры простейших ядерных систем — дейтрона, 3Я, 3Яе и т.д.
Дейтрон, ввиду его относительной простоты, является уникальным полигоном для апробирования новых теоретических подходов к описанию процессов, происходящих в ядре на малых расстояниях. Поэтому и неудивительно, что уже длительный период времени именно к дейтрону привлечено наибольшее внимание при изучении таких эффектов как непуклонные (в первую очередь, кварк-глюощше) степени свободы и релятивистские подходы к описанию связатгых систем. Особенно большой интерес вызывают работы по изучению спиновой структуры и поляризационных характеристик реакций с участием дейтрона. Это объясняется в первую очередь тем, что поляризационные наблюдаемые оказались весьма чувствительным „прибором" в исследовании деталей, составляющих суть нуклон-нуклонньгх взаимодействий в области перекрытия нуклон-ных волновых функций. Именно поэтому с изучением взаимодействий поляризованных дейтронов при энергиях порядка нескольких ГэВ на нуклон связывают в настоящее время большие надежды на обнаружение и изучение экзотических компонент ядерных волновых функций.
В пастоящее время поляризационные эксперименты по электрон-дей-тронному рассеянию ведутся на ускорителях BATES и CEBAF. Исследования взаимодействия поляризованных дейтронов с нуклонами и ядрами в столкновениях при высоких энергиях интенсивно ведутся на Синхрофазотроне ОИЯИ и SATURNE, а также планируются на ускорителе КЕК. Кроме того, обсуждается обширная программа поляризационных
исследований на НУКЛОТРОНе ОИЯИ. Всё это обеспечивает надёжную основу при изучеіши эффектов, связанных с особенностями структуры нуклон-нуклонных взаимодействий. Свидетельством тому большое количество появившихся за последнее время публикаций, посвященных различным аспектам этой проблемы. Среди активно обсуждаемых вопросов и „классическая" проблема релятивистского описания связанных систем, и проблема корректного учёта эффектов взаимодействия в конечном состоянии при промежуточных энергиях и мезон-обменных токов -при высоких; проблемы, связанные с описанием кумулятивных процессов в кинематической области, запрещённой для несвязанных состояний; наконец, проблема корректного, самосогласованного учёта кваркових степеней свободы.
Цель работы состоит в исследовании эффектов, связанных с ненуклон-ными (прежде всего, кварк-глкюшшми) степенями свободы в дейтроне. Осиовной акцент при изучении этого вопроса сделан на анализе поляризационных характеристик реакций, уже достаточно подробно исследованных экспериментально: (1) реакция упругого etf-рассеяния в области больших значений квадрата переданного импульса Q2, (Н) упругой реакции pd-назад, а также (Ні) инклюзивной реакции развала дейтрона в области промежуточных значений „внутреннего импульса" fc.' Научная новизна и ценность работы.
Впервые на основе правил кваркового счёта КХД, предсказывающих степень подавления матричных элементов электромагнитного тока для переходов по спиральности дейтрона, показана связь асимптотических соотношений электромагнитных формфакторов дейтрона с его квар-ковым содержанием. Этот результат позволяет добиться качественного согласия отношения структурных функций дейтрона в реакции упругого ed-рассеяния В/А с экспериментальными данными в области Q2 « 1 (ГэВ/с)2 и предсказывает асимптотическое стремление тензор-аналязирующей способности реакции, Тэд, к постоянному значению.
В работе впервые проведён наиболее полный феноменологический анализ поведения электромагнитных формфакторов дейтрона в преда-симптотической и асимптотической области КХД. С этой целью была предложена параметризация, позволяющая с высокой точностью воспро-
'„Внутренний импульс протона в дейтрояе". It, является естественной переменной в фронтальной форме динамики для связанной системы двух нуклонов. В процедуре „минимальной релятивизации" к используется в качестве аргумента инвариантной волновой функции
извести все имеющиеся на сегодня экспериментальные данные по структурный функциям и тензор-анализирующей способности дейтрона (Т2о) в реакции упругого ed-рассеяния. Такой подход позволил сделать оценку характерного масштаба энергий глубоконеупругой области КХД в дейтроне. Этот и некоторые другие выводы, следующие из предлагаемого анализа будут проверены в экспериментах, в настоящее время планирующихся на высокоэнергетической установке CEBAF.
В данной работе проведён систематический анализ поляризационных наблюдаемых и спиновых характеристик реакции упругого pd-рассеяішя назад (& — 180). Впервые показано, что в рамках предположения об одвонейтронном механизме обмена в реакции, а также если волновая функция дейтрона в динамике на световом фронте содержит только S— и D— волновые компоненты, существует ряд корреляционных соотношений, связывающих поляризационные наблюдаемые, относящиеся к разным спиновым характеристикам. Существенная зависимость этих соотношений от предположений о конкретных механизмах данной реакции делает их весьма чувствительным инструментом в исследованіш общих свойств взаимодействия, в том числе и с точки зрения структуры дейтрона на малых расстояниях. Уже сейчас результаты этих исследований положены в основу проектов, направленных на изучение внутренней структуры дейтрона в экспериментах на ускорителе КЕК.
В диссертации впервые исследована роль антисимметризации по квар-ковым переменным в импульсном распределении протона в дейтроне, п(к), и поляризационных наблюдаемых инклюзивной реакции развала дейтрона на протоне (1 H(d,p'(Q)X)) в области промежуточных значений „внутреннего импульса" к (0.2 ^ fc ^ 0.6 (ГэВ/с)). Возникающие при этом эффекты естественным образом объясняют возможность существования в дейтроне, помимо стандартных (5— и D— волновых), „экзотических" компонент волновой функции дейтрона, соответствующих вкладу во внутреннюю структуру дейтрона, в области перекрытия нуклонных кластеров, возбуждённых изобарных конфигураций. В рамках трансляционно-инвариантной модели оболочек, использовавшейся в этом апализе, получено точное выражение для виртуальной амплитуды дисинтеграции дейтрона, учитывающее вклад и членов от антисимметри-зации D—волновой компоненты. Полученные результаты могут найти применение и при анализе кварк-обменных эффектов в более сложных реакциях (например, в реакции pd-назад).
Апробация работы. Результаты, представленные в диссертации, неоднократно обсуждались на семинарах Института теоретической физики НАН Украины, докладывались на Международных симпозиумах „DUBNA DEUTERON-93" и „DUBNA DEUTER0N-96", на XIV Международной конференции по проблемам физики многих тел (CEBAF, Ныо-портньюз, США - 1994 г.), на Международном семинаре по проблемам физики высоких энергий (Дубна - 1994 г.), на XV Европейской конференции по проблемам физики многих тел (Пенискола, Испания - 1995 г.) на семинарах Лаборатории теоретической физики и Лаборатории высоких энергий ОИЯИ, а также на семинарах НИИЯФ МГУ. Публикации. Результаты диссертации опубликованы в девяти печатных работах.
Объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, приложения и списка литературы. Объём диссертации - 133 страницы машинописного текста, 30 рисунков и Б таблиц. Библиография содержит 139 наименований.
