Введение к работе
Актуальность тест. Теоретическое и экспериментальное ис-следо??чн::е взаимодействия летунов и адронов. является одной из сестроразвивающихся ^бластеї: физики высоких энергий. Актуальность псслечляа!Піі; в этом направлении ппределяется тем, что процессы глубоКл/шупругого рассеяния (ГНР)-лептонпв на адронах с регистрацией энергия и угла вылета конечного лептона в настоящее врели являются ваглеіішіи источником информации о структуре адронов и характере их взаимодействия.. "П силу малости постоянно)'; тонко-; структури и константи Ферми расчет процессов ' лептпн-адронного взаимодействия с учетом первых порядков теорій! воз.-лущениіі позволяет проводить адекватный анализ структуры адронов. При этом использование пучков гдаонов предоставляет возможность исследования процессов при значительно более высоких, чем в случае рассеяшл электронов, энергиях. В опытах по ГНР ,.:о7.но так:;:е получать задкую дополнительную (по сравнению с иссл^о^анплич е+е~-<інніггиляіпш) информацию о свойствах vr— и г-бозпнов, изучать особенности их взая:,ілдд;!ствий с лептонами . ч кварками. Не ,-;епее ва?пш.л является полек дополнительных бозонов с /лсса'.ід в несколько сот ГэЗ.
Ретине ..'догих фундаментальных вопросов,- возникающих в физике элементарных частиц, связано с исследованиями на ускорителях с большими энергиями.сталкивающихся частіш. Поело серии опытов по рассеянию электронов, проведенных в Стэифорде, энер- гия которьлс не превышала 20 ГэВ, были выполнены эксперименты зри энергии ;дюонов до 300 ГэВ, направленные на измерение струк-гурных функций адронов. Действующие и готовящиеся к пуску установка позволяют проводить опыты по рассеянию лептонов ещё (Зольних энергии. Повышение энергии и интенсивности пучков взаимо-ie;'!cTsv:«.;itx частиц делает возможным изучение широкого круга процессов и пг-о-в^рку на основе прецизионных экспериментальных данных предсказании современных теорий фундаментальных взаимо-іеіхтвяй: квантоноЛ хро:лодкнаиикя и единой теории электрослай'о-:о взанмоде; ствля.
В последние годы стали доступны для экспериментального' ис-
следования взаимодействия, в которых величина энергии, передаваемой едрлну, сравнима с энергий покоя промежуточных векторных бозонов. Открытие z- и и* -<5озонов стало подтверждением основных положении стандартной теории электрослабых вза.-иодепствиГ: (СТ). Тем не менее ее совершенствование и развитие является
'предметом неослабевавшего вигшания исследователей. Число теоретических и экспериментальных работ в этом направлении постоянно растет.
Круг проблем, изучение которых связан^ с исследованием процессов лептгн-адрошюго взаимодействия,очень велик. Новые возможности для изучения внутренней структуру адроцов, а таюке характера и свойств основных типов взаилодеі.сгвш'; обрывает ис-пользоЕ-ряке поляризованных пучков и .v.iuaeiiei':. 3 ходе подобных экспериментов могут быть измерены различного рода поляризашоц-пыэ асимметрии, которие позволяют изучать дополнительные струк-тдояые функции, содеркащие независимую информацию о структуре поляризованных нуклонов. Такие однты планируются на ускорителяс следующих поколение. Актуальность такого рода исследование', наиболее ярко обнаружилась в связи с экспериментом, випаливший в 1{ЕРНэ, по изыереч.ю поляризационное: аси:.ь.».етряи и структурной функции »! в широкой области изменения скеЛлинтв-'и пере.леішоі: * (вплоть до значенні х = 0,01), поназавлжл значительную рассогласованность экспериментальных данных к теоретических предсказаний и породивши проблем "спинового кризиса", .лнодество концепций, выдвинутых для объяснения полученного результата, . свидетельствуют о необходимости продолжения исследовали;'; структуры поляризоваяннх адронов.
, Специфика проблем, исследуемых на ускорителях с пучками
' пептонов высоких энергий, и постоянно Бо.чрастапшап точность измерений требуют предварительного анализа н тлательного учета радиациошых поправок (РП), вносящих вклад в наблюдао.лые величины. Требования' к точности вычисления РП повыиаются с роСТОм точности проведения опытов и в растоядее время достигают относительной величины-0,1 %. ^Теоретической основоіі учоїа редкшги-оиных аффектов (РЗ) в этой области энеогиГ; и пзредавае;,іих импульсов выступает СТ. Поэтов разработка методої расчета РЭ ь
рамках GT, а тат:>-е ягоцедешіе на га основе исследования днффе-реїшпояьшк сечетії и других экспериментально наблюх.аемш: величин в пр"і!осс;іх рэссеянля поляризованных частиц является, несомненно, актуальное; проблемой.
Ледь» диссертационной работы являємся развитие ковари--шігного метода учета радиационных эффектов в процессах взаимодействия поляризованных іїермионов в рамках стандартно!! теории электрослабого взан/.оде'/ствіїя и проведение на его основе теоретического исследования основных электрослабкх поправок к се~ чен/лм и зкспергї.уенггільно измеряемым асиг.кетриям в лептон-нук-лонном упругом и неупругом рассеянии.
Научная новизну работы состоят в том, что в ной на основе коваріантного подхода развита процедура точного расчета РП в процессах взаимодействия поляризованное лептонов и нуклонов в рамках стандартно?, теории электрослабого взаимодействия.
ІКдученн точинэ доренц-швариадтныо выражения РП нлзяего іорядка для сеченкн процессов Л0ПТОН-Н.УКЛОННОГО упругого -и не-упругого электрослабогп взаимодействия поляризованных частиц. Іолучено кварковое содержание структурных функций поляризованных протонов и нейтронов в процессах алектрослабого взаимодей-
!ТВИЯ.
С учетом радиационных эффектов выполнен анализ экспериментально іїз;,-,єряе;дцх величин — дифференциальных сечений и-по-[яризаило'нных ас;№:етриі: — в области эноргий рассеиваемых по-іяризованннх лептонов от І до 20С0 ГэВ.
..їетод спиральных ш.тшітуд развит на случай исследования фоцессов излучения ротонов в ІПР поляризованных частиц. При том рассмотрен вопрос об учете радиационного хвоста от упру-ого пика в загжех Сеномелодогического подхода, предложена но-ая методика поправки результатов, обусловленной учетом «асе я.тмоде- ствукшіх частіш.
3 рамках питого тпбл^шт, а такхе улучшенного'лога-і!с:.і:пеского приближения ir лучены внраяения дифференциальных єчєдій"; л поляр!;зашо/ш№с асимметрий процессов вг>аимоде2ствлл оллпизованпых <. ор.лт'оцов с учетом радиационных эффектов.
- .5 - '
В логарифмическое приближении получены электрослабые поправки, учитывающие феишлаяовскяе диаграмм с даулш петляли, к аномальному магнитному '.тчленту гаяна в ра-.жах СТ.
Получено выражение аси:.і\:егрик числа электронов, рассеиваемых вверх и вниз относительна плоскости, образуемо!; чмнульсом рассеиваемого поляризованного электрона и спином притона і/.ише-ни, процессов упругого и неупругого электрон-протонного рассеяния, обусловленной поправками второго борцовского приближения.
Для улучшения процедуры экспоненцировання впервые получены вираження діадеренидального сечения и асп.,і.:етрні: процесса рассеяния поляризовані!нх лептонов на поляризованных нуклонах, основанные на представлении этих величии в і, орле сечения процесса Лреяла-Яна и использовании аппарата ренорагруппн.
Метод выхода за ражи глазного логарифмического приближения с лелью уточнения получаемых на его основе результатов посредством учета К-актора в представлении сеченая изучаемого процесса в виде сечения процесса Лрелла-лна впервые применен к расчету да^еренциального сечения глубоконеудругого взаимодействия поляризованных частий.
Проведено -теоретическое исследование олентросллбых асимметрий в рамках нелятнимальнцх обобщений СТ: калибровочных моделей с, дополнительным нейтральнім бозоном z' . Па основе улучшенного, приближения ведущих логарифмов получены ві;р?;.'.ен;'_ч основных РП к исследуемый электрослабш асижетриям.
Теоретическая и практическая ценность работы обуе.'Ю'иен;: возможностью использования полученных результатов для tu.cvrv>n экспериментальных данных. Тай результаты исследования PS в процессах ГНР поляризованных прогонов использованы при интерпретации данных маоннлго эксперимента с поляризованное .лишень^ Н..ІС (ЦЕРН). Полученные лоренц-инвариантные выражения дк^еренциапь-ных сечений и асишетрий с учетом основних РЭ могут бить использовали также в процессе планирования и обработки данных опытов по ІЧ--37НР для достоверного выделения спиновых структурных функций, а также с целью проверки адекватности их описания кварк-партонной моделью в широкой кинематическое облети. Развитые в диссертации методы приближенного оасчета РЭ в процессах
юа.:..'лде'".ствня поляризованных частиц приводят к капактным.вы-ра-шіпягл, дозволяющим создавать элективную процедуру анализа зксперп ..е«т:ш.К"і: ні; ^ о реалии.
Результаты исследования ас::.а.єтрии упругого рассеяния дептоцпв на поперечно поляризованной протонной цщцени могут быть использованы -в планировании экспериментов, направленных на изучение спннлвгчч. структуры нуклонов.
Результаты нсследованул электрослабых асимметрий, выдол- . нешюго в д:;ссергагу.к в дамках неминимальных калибровочных . моделей:, :.югут быть использованы при'обработке данных опытов по ПІР подяркзозЕнних частиц для получения новой информации о теорії і электрослабого взаимодействия л поиске эффектов, обусловленных дополнительными Z'-бозонами.
Вычисленная в диссертации электрослабая поправка двухпет-
левого приближения к аномальному магннтнолу моменсу шона дол-
кна быть учтена в процессе анализа результатов поляризационно
го эксперимента.
Развитый в днссешацта в рамках коварнантного подхода на случай вэаи'.лдег.сгвия п^ярнзовапяых фержонов метод получения-выражений дя<] еренцпальных сечений и различного рода асшшет-рнН (как точных, так и для ряда приближенных подходов) с учетом РЛ на основе стандартной теории электрослабых'взаимодействий ;.;о.?:ег прийняться к дальнейшему изучению ?3 в процессах рассеяния поляризованных-частиц.
Адробагая работы. Основные результаты, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждялись на научных сессиях по-(їнзпке высоких энергий Отделения ядерной физики АН 13СР, про-влдяшнхся а <ЖНе, ИТСФв, .ІГУ им. ;Л.Т).Ломоносова, НАШ (1982-ІС9І), на Всесоюзном сег.гип.аре "Элентрлслабые взаимодействия адроігв в резонансной области" (Харьков, 1981» 1982, 1985 -І9Б9), на Всесоюзном созед^нш "Исследования спиновых явлений б физике высоких энергий" (Протвино, 1982), на Мехдународном с шин аре по спиновым явлениям в физике высоких энергий (Протвино, І9В5-І903), на Рабочем совещании по программе физических псслйдтзни:"; АРЕС (Дубна, 1988), ва Леядународноц совещания-"йг.п;а_ка ЛК" (Пр-твино, ISS8.\ на Всесоюзной конференции
"Квантовал теория поля и ьязлка высоких. энерглГ." (/лг-р'уь 1989), на Международном лептон-^отлнво..'. ои.люзиу.ле (СтЭШ.уорД, США, 198Э), на Бсесоуїзніїх padoqjjx ел.ке.;.ан.;дл "Г,.>аь;іт:-:іі;:л и злектрояагявтзм' („Іласк, I9br.', 19), ні нп.учпьсс се.-.чичрах ИЯФ CO Россиі; (Новосибирск), лаЗорі-торді: тететическо; ,;язикл и физики высоких сйері'лі; ЇМ АН Беларуси, ка^ецрн теоретическое физики Белгосуниверситета.
Структур;' работы. Ікссертавдн состолт кз введення, четырех глав, заїлюченля и чєтгоех пр^ідокен.:;,, содержлт 342 страницы уашянописногл текста, 55 рисунков, ІЗ таблпи и блблл-ографически'і список литературы из 515 н.здмечоыш/а .
Во введении, обосновывается вкбор тв,,ы леследовоі;/.л, актуальность рассматриваем* ггроолен, даете;-, пзл'гсенле основных новых-результатов., выводов к яолокєііиіі, яы.чосклчч нп з;унту.
В первой главе — Коэаокантни!' ..'.етод расчета рапаш-онной поправки-е процессах взаи.,г>деГств1и: полярлг-^ваннш: час-тяц — развивается глзариантнк/ '..етод расчета ::а;,ган:гмшых &-ектов в процессах взашодеРствкя але.мента^.чкх частлг; в рамках стандартно?; творли электрослаЗогп пзалуодоі-.ствля на случая взаимодействия поляризованных ^ерміїт-іол, а такхе упругого й глубо-конеупругого рассеяния цоляркзоз-ишкх лептоні? и н-.-клонов.
Поскольку в случае ^шюшг.ивн^', ііостаї^ііки сжелс.хг.^та, Roivja в конечном состпян'/W регистр'п.уетсл т"лік.о конечячіі лептон, И Процесс *tf— *//+Xt где л ВКЛі;ЧаЄТ П COd.1 дополнительные лептояы, адрокы и f-кванты, иолтллчіи «т соответствующего процесса низшего порядка, которьт по существу является предметом исследования в подобного рода зкгле>т::'.еі!То.г, ?. 1.1 приведен <іеномеколог:л9ски;і анатаз дл<,с ере.чцлглъяого оече-г'я л основных поляризационных аоіічметрий процесса левтон-адрошгго
ЭЛеКТроСЛабОГО ВЗаГС\'ОДЄІІСТВИЯ Ь ЛЯЗПіеМ ЕГСЯДКО Теор-г; г,^Г5 ,- -. с-
яяй. Показане», что теоретическое и эксг;ер:ме;1Т"ль.чле ::зучс'ю доіллшлтелоьннх структурных функций /#Vx C%(VQy, ВДВІГСК-ЩИХ от спадов взаямодейетвугаюс іяотігг, позволяет получпті м;>
7 V .";.. 6 - . .
ну... пез.-:гз;!г-;,г.'г.' ми^р.юпоо о структуре нуклона, извлекаемую на' остве исследования плбльдае.лнх величал — продольной-
м поперечно]"
п^лярі'заіпі^шиіх пс'.і-.і::етрш'і. Здесь /^^- дифференциальное по-логеч/ге сече!і:'е л^гесса с (аяти)параллельной ориентацией продольных ::ч^їр:ізп;ші: взаимодействующих лептона л нуклона, а веліганіг б4* , О*- таеденн для обозначения дпфг'.еренцнальных сечеи'.и'; пр'ч;еоса лелтон-нуклонного рассеяния, подученных при условиях/? =-/>^s у ц %-%/-*> соответственно. При этом параметр Ре определяет степень продольной поляріиагаи ргесеива-е:.гт лептона, а Г^. — степень поперечной поляризации, нуклона .чпаени. Гт.^ечено, что РЭ, которые яеобходлмо учитывать в процессе .глучэнпя поляризационных структуря.чх функцкк при энергиях ззаі-шодв:ч.стГ).уюа;а частиц, достизимых в современных эйскери-ленгах, вюг.чаїт и себя РП к лептонному току, РЛ к алрояноицу гону, ?П, обусловленную поляризагаёй вакуума лептонами л ацро-\а,т, а тахте зіГ^ектн нейтральных слабых токов. Наибольший зклад в РП в знач;ггельної! части кинематической области вносят злектро.-.'агяатные поправки (оП).. Еще одщед источнкклы сущест-зекиои FH к дк^еренгиальнолу сечению ШР it поляризационным іст.г-іетрая?д (1),(2) являются эффекты слабого взаимодействия, юскольку *ил вносят поправку,- не факторлзуюшуюся перед бор-іовским сечен.:о;. процесса. Так, ?асчет ди<4; еренпяального сече-іля низшего порядка электрослаЗого взаимодействия п ляризоваи-1ых лептонов с поляризованными пужлопамл,.выполненый в ІЛ і садках кварк-партонной модели и стандартной теории слабого !за".,:оде;:стЕ!ія, -б.чаруглігі, что эффекты'нейтральных слабых То-:ов, хтакте:::'.зуо.,::;е отн'сіітйчьноі; поправкой к асимметрии (I)
tfJ « (#'>*- flj/Я. , , (з)
:ул 2 = ICU ГзЗ. составляющей несколько процентов, при энергии . , епт'онов 5CU ГоБ ,:ог:/т превыелть 10 %, а при достижении энер-;::; 20СС ГоВ с-с'т-гвлякт -десятки-і'.?оі?ент*в, .пряча* эти эффекты г:.ост"е.ч.".и я т~: Ч2ст:г кинематической'области, где РП креяео--.
.- 9 - .'
режимо папы.
Б данноі! работ э ковариаитнш- ыетгд вычисленля РП к диЗДе-ренниальноилу сечению и асі№:етр!!ЯіЛ развит на случаіі взаимодействия поляризованных точечных $ерг.спн*в и процессов -ГНР с поляризованными нуклонами и шшіеїш.ш.
Из перечисленных в 1.1 РЭ, вносят:іх заметно ь-клад в величины, измеряемые в процессах лептон-нуклонного ГНР поляризованных частин в значительна части кинематической области, особое место іаниліают электромагнитные поправки я лзптоянолїу току (включая поправки на поляризацию вакуума лептонами), которые мої-ут быть расчитаны і-юдельно независіглш образуй, поскольку дксд.еренгпальное сечение с их учетом оплывается темя яв структурными функциями, что и безраднапноцное сечение. В связи с этим в 1.2 выполнено описание упругого и неупругого рассеяния поляризонЕнных лептонов на поляризованных нуклонах с учетом 2П низшего порядка в рамках с[ено.у;е алогического подхода. При этом учет вклада диаграмм Фє/н&кна, вк/иочаших пдшм дополнительным виртуальным фотоном ( У -вклад) в ЭП низшего порядка, сводится к расчету дкйеренняального сечения
Бдесь,— ґсҐА-Уі^>— дя'йереншальиое сечение /Л'-ГНР поляризованных-частиц в борцовском приближении, kj(*i)— 4-и.лпульс начального (конечного) ЛеПТОНа, &f— СООТЕЄТСТВУЬ)Ц<аЯ «ЗП, tJaKTO-
ризущаяоя перед борцовским сечзяием ГНР,. а
где 1л,-/*па*.гУ№й Jm*r(Y>4m*>, Л'.М/Я ,
Js-s'.4^M* 6=-2С/>ЛК **-*Ґ/ЬЬ) , У* ҐЬ-*.Ґ, % - 4-
импулье начального нуклона, #/(/У) — масса лептона (нуклона)', — вклад аномального магнитного момента лептона. Учет вклада излучения реальных.Элтонов в ЭП при этом сводится к вычисления дшїфвреяциального.сечения .- -
Здесь С^иҐЛ^)~ спптветствуюиіез сечение рассеяния лополяризо-
рачініл част;, а часть сечения, замещая or спянов взаи.чодей-' ствунмтх частин,
ІЩ W,V*f№. tAJ * Z(
( / =/V^/v , w, - ,,'асса шіппа, ^--^44^ t'fa-*,-yya.
4 — 4-хшульс излучав.r>rn ,'^т^иа), в усл^Екях инклюзивного-з:;слсзі".:.ійі;ть, ктча г х-мечнт.'. обстоянім реглетрлруетея только рассеянны;! лептон, следует интегрировать п<-> полному фазовому обт>е..у !іэлл.Йллд.-ае.м'^г'4 ::злучае:,^го ротона, Лореші-:швар:;;аятннй результат получек на псноке метода инвариантного интегрирования ге:;з^р^в, подрано ^писанного в Прнлокєняк І.
Еде один вклад в ::змэряо: ое сечоние ГІГ поляризованных
пептонов на напяр'лз'-эанных нуклонах вносит.1 радиационной хзост
^т упругого н:іка (Рл), т.е. процесе *М-*t+ZV-t* . Дифферен
циальное сече.х:е Рі. ..лнет бить плпучено .из соответствующего -
вчра-кєния для д;г.К;ереніп<иііного сечения излучения рэальнш до
гоняв (Р-вклаца) в ЭП (6) с л^л^шью замен * '
сґт»2„ш'ієагп*т&^и/^^ (8a)
і ^- » ^ — ч-"р:факторы нуклона.
J целью учета а анализа э^ехт^в, обусллвлояиых слаЗьм зза.::.од9;!стп:іе..і в pavxax ^.ед'ч.'анологэтоского подхода в 1.2 г\лучен"< Б!ір:;.";ен ;б Д!Г(}еренг,::альяпго сочоп:ш элоктр-слайчго глуб"К"кеупругпгл ззазі;.л'і;еГ.ствя п^ляризозанних лоптонов и глс'і"Н">в і;a ^csi-i-e стандартно;? тол?""л эдзнтрлслсо>гл взакло-;o!ctdhh:
сг* аг +
Здесь аг~ :.: .о -з;л: 'йл: ;:ло еэчаядо. зло:;тр^слагЗого //^-вза-
a" Mn^ -1 /г k'*
вклад в д%Сєііенпіа/шке еечзцке ^еииа'-гчісіпіх д/оіта-іи 2е-ndiv.eiia,
вклад, соотьехотвумиь; /^-:і:і7еі.^ерелпкк {пг-^с>'^///л, г-(Р*-/л)*' Sf* ~ v-зсса -?*'-3^:!^ііа).
Поручень таете вирашия, ^ггределжхчле овячь структурній-функций пр^г^тв и ноіітр^н^з с злектр^слабкйіл ^ри'фактор&'лл 'упругого взап,.к\це;:с тбкя:
- >'^- /^; с ^с ^v^//j; «^
^_ (j/, +$//;/(9, мі'*- о, н/г-> о,
Ъ'^-вЪ^Л*, tfr-'wfc'GSS/*' (12)
і*/* №+ъ; !***&* ЪЧ-** зу*"'*"*-? *f
где &-SV-t*/j/t), $*/}ffJ. «7= -r^f-^Af.
\ '. В эаклгачеяие сделав вывод, что феноменологическое описа-aw»'процессов зиектрослабпго рассеяния на нуклояиой мишопи тре-
буот использования значительно большего числа структурних $ун кипі: и '"^p'.vjnK'i^poB, хлмактерязул^цс структуру поляризованного нуклона, --:8..-. j; случае рассігтрешія их электромагнитного взаи-..іодєіістт.ш (12 доцлднителъних структур.чнх функций для описания /-З^-мнтер; еі є.чцни и 14 — для вклада, пропорцпон&чьдогп G3), При.этом о настоящие вре./л имеется достаточно подробная экспериментальная нн^р.тагияостр.уктурных функциях W/fc^KJi^df1), активно изучаете;: поляріпаиноц.чая структурная функция ^2^.-В та:;")'; сптуакпл значительное количество дополнительных структурных Гулкіші! усло;к:піт ^епомонологі'ческов описание адронов и к зш;оН^.,іЄр;г0то,";- :" взаимодействия и, очевидно, вннугаает переходить к изучению процессов электрослабого лептон-нуклоняого ГНР в рамках ..^дальних предположений (в 1.3 и 1.4).
В 1.3 получен» лорекц-инварнаптные выражения характеристик взаимодействия поляризованных точечных фермлоцг>з с учетом SIT низшего порядка, влечено, что на их основе могут быть получены в аналитической уорме іднтке приблпяечные выралвния, вычислены РП не только к лептонному току в процессах ^/V-ГНг, но также и к адрон.чоїлу ток." в рамсах кварк-лартопкоа модели. При . это:л, ради определенности, рассмотрен процесс рассеяния поляризован них электронов поляризовачныглл мюонами:Є(*,)*/»fo)-*eftJ- Дифференциальное сечение упругого рассеяния точечных поляризованных частиц-со спином 1/2 с Точностью до членов порядка U3 представлено в следующей -форме:
с/сг/с/? -г = с/<Та /с/^ * с/СГ,, /J^ , с*Сл / і . (ІЗ)
сдесь <^<з",/^-1 — диЛ'.еренпиальное сечение рассматриваемого процесса низшего порядка
прячем ^^и/<^%2— .соответствующее сечение рассеяния неполяризо-р.анпнх частиц, a d&S/Jf.1— часть дифференциального сечения (14), запнсядая от поляризации взаимодействующих частиц;
''^a^j-zi^j^^y^^H^^jr^vvA-1}, (I5)
no 7)> (n)—- v.cca олпптгона (гк-иа), g(^)- 4-зектлр плляриэа-
- ІЗ - '
цие электрона (шона), Y- $г, & -Xt- «Ср с-^тпетотв:п: с кинематикой улругто процесса. Второе слаї'азлое вчпаченпя ЦЗ) представляет собой вклад в дж^'ерешгпялите сечения дкаграїм с обменом дояойнстельлиі вцстуальнум плтоноу, a dвл/<./%*— вклад в дифференциальное сечение диагра.'.'г. с излучением реального погона. В результате расчета,-вшіядненито с учетом РП низиего порядка, ди1\.;еронпиалы:ое речение процесса е/н предотапшло следующим образом
Здесь сЛґ/У^і*я J&A./Jy1'— свободные от инфракрасна расходимости ( А — о ) части О- V, К-БКЛОЛлВ СОО'Г5ЄТСТЇ>ЄННО. 4ет-вертое слагаемое вггоакения (16) соответствует кпцечп"/ части . Ы&/Уг{1) пощ-.авкл^; в рерульта-те сокращения инфракрасно^ расходимосгп в ^ -вкладе я вкладе .диаграмм л излучением реального ротона iwiee.v:
'* '$І * f =J(f2,c>)e« (гг„. /2**7), (16а) где
*/*/'#*М'ПУе'*(г.**.2п>У/«»], t**,-**-*, 2--M,b, *t-#A
f h*-2Pj/<, t.-*-3/1,/.
При этом /-"^Ji-jJ, если электрон и ж-н таеют "динакопне (про-
тиводоло^ние) электрические заряди. S^a $н— ^.уто^зуплиеся перед, бораовским.дифференциальным сечением части Р-вклада, описывающие излучение мягких и жестких тотонов, а последнее слагаете ві'ра>?.енЕя {16)d^/c/^~ это вклад жестких (отлклв в сечонче d0f,/2, не факторизудаееся пйоед упругим ссчеяме'і.
Далее, в 1.3 получена сзл^ь структурных іїупкгиГ- поляри
зованных нуклонов в процессах злектрослаЗто взаимодействия сг>
спектральними распределениями партоцов, позволялся осуществить
переход ма/ду феноменологическим описанием пропессов ГНР на по-
. ляризованных нукдонах и рассмотрением их в рамках кварк-партн-
ной подели, необкодкмыМ при учете-РЭ, расчет и исследование К"~
jropvx могут быть значительно упрадеяа при использовании модель-;
вых чредогавленай* -.' '\"-'::;'.';:. , -
В 1.4 описание глубоконеупругого электрослабого взаимо-ієі'сттія поляризованных частиц выполнено в рамках кварк-партон-W. модели. Ппи этом для расчета дш'Горенилалыют сечения провеса с учетом РГІ
ax є/у Iep * ел / В і/і%"і??і
іспользована калибровка т'Хуфта-Оейямана и метод регуляризации ia массово.; поверхности. Здесь пригодится суммирование по аро— латам кварков / п типам обменных бозонов B*Y,j~Z , 2 . Поправка $„ не зависит ни от кваркового состава нуклона, ни от типа тро.-ег-г/точя^го бозона :т г^кет рассматриваться в качестве универсально;' чпстл РП. лиа представляет собой сУ-якторизутацуюся іасть электромагнитной поправки к лептонному току, соотяетству-.>дуу> вкладу диаграмм «еГнмана, включающих обмен дополнительным чіртуальнш (>топом и излучение мягкого рояльного фотона. ^ со-ітветствует тако.и ;ке поправке к гшарковой линии и пото-'лу существенно зависит от характера предположении о кварк-партонной структуре нуклона. Поправка д содержит собстзеяно энергетический :клад, таг:-е кач и вклад вершинных диаграмм, соответствующих обмену ^"-бозоном, р-аэ. значительно изменяется при выборе калибро-'.^ч[1"1! группы электрослабого взаимодействия, в рамках котором осуществляется радиационная поправка дифференциального сечения, !о независима от структурній (функций нуклона. Наконец, /,в со- . іеркит все остачьные поправки, обусловленные слабіли током . [квапкошіе вершинные диаграммы, бокс-диаграммы), а также вклады, определяющиеся интерференцией диаграмм с испусканием фотона иэ ієптонноі; и кварковой линю:, и бокс-диаграммами, содержащими об-,:ен хотя бы одни:,! /"-квантом (тм. рис. I). При этом в выражении [17) не приведены РП, соответствующие излучению лсесткпх реальных гптоцов (рис. 2), поскольку их вклад не молсот быть факторизован. Однако .учет таких поправок является важным, особенно при исследовании различного рода асимметрий в npojeccax взаимодействия юляризовшпнк частиц, где нецакторизуащгзэся РП вносят-значительный вклад. В 1.4 получены точные (в дачном порядке теории ?оз-<\чіеніп0 выражения и выполнен подробный анализ перечисле?ных "I, а так;:;е РХ от упругого пика s'процессах электро слаб ого вэаи-:оде;:стпия по"я уизованнкх лептолов и нуклонов. Показало, «что по-
^37"
?\ r и >и' ..-у*' (AV
Рис. I, Пднопетлевые Зеі;нжтлвок!іе диаграммы алектро-слабого взаимодействия лептоіюв и кварков.
V -г1- -г- -г-
т П~
Рис. 2. Феишлановские диагр&тімк. однлают^шшг^ излуче
ния в процессах электрослабого лептон-
кваркового взаимодействия.
правка к дифференциальному сечению, обусловленная учетом вер
шинных диаграмм, собственно энергетического вклада и бокс-диа
грамм, составляет несколько-процентов области /У^. 31U ГэВ и
возрастает при увеличении энергии взаимодействующих частил. От
мечена естественная зависимость РП от угла рассеяния частиц, а
также от степени их поляризации. Лсследование вклада в диффе
ренциальное селение рассеяния продольно поляризованных лепто-
щь с энергией до 1С00 ГэВ на продольно поляризованной нукчоп-
ноЁ мишени РЗ, обусловленного.излучением ротонов, обнаружило,,
" ' .-.. - 16 - .
что о области у< 0,6 оН сносит незначительный- вклад іг прак- '
тнческн определяет веллгпшу ?П при у -* / . Показано, что не
смотря на громоздкость результатов, основної; вклад п РП к Д!і'~'
<; ерешг::ш>но,му cewim вп^сл сртенптапьцо ограниченны!; набор
поправок, что ;^;ач'-то.льно упрощает ;tx численній алапиз. На ос
ново получению: втсаленлг в '<атсл:-оч;:тельно1л параграфе этой гла
вы 1.5 процедено теоретическое исследование дифференциального
сечения и поляризационной структурной фуякшш у , изучаемой
н ралках эксперимента группы К..1С н ЦїїРНе, а таюе продольной и
ііопаоеч.чоі: цоі;я]):;заігеомніи асік,\.отрий (I) 'к (2) с учетом элек-
трпслабнх F1I лпзпего попядка в области энергий взаимодействия
частіш, достижі.мнх и іілал>-руе"лігх в современных экспериментах с
поляглэплашшы;: лептона: иг и нуклонами. С зтоіі целью выполнен,
расчет :; анализ поправки '
где //, _ поляризационная асис/.втрпя электрослабого лепгон- . нуклонного Г)ЗН.;::оиєі.стзіш, полученная в борковоко.ч приближении.. Прл этом ::ндекс 1(2)-соответствует случае /^, * J(-J) , Рл, — степень поляризации нуклона (продольной либо по поречий?, в затіеіілостії от того, продольная либо поперечная аелглшэт-рня рассматривается). Величина аонмиетртн /V/'3 существенно определяется :чіборо;.- исследуемой кинематической области. Внлад, обусловленный учетом диаграмм с обменом 2 -бозодом, максимален при /,;:алых значениях у и больших -*' (*>— скейлш- " гоине переменные). Численный анализ tf, '*"> выполненный при энергии лептона о? I до 2CG0 ГзВ, обнаружил, что пр" фиксиро--ранш.ис значениях л и ^а оЯЇ увеличивается примерно в 1,5 раза при возрастании энергии рас с errant-:.:ого лептона на хаздые ' 5L0 Г.'З. На':боль::;еі величины поправки "с,'достигают пр:і у і, 0,3 ;і jf> 0,9, причем в области значений ^^ 0,3 обсук-"іае.тл поправка значительна для широкого диапазона -К , Значение поправки увеличивается с уменьшением -х :х при-. jc~-0,0I міа достигает десятков процентов. Наряду с учетом электросла-1кх-РЗ получена гаклее гюп.гояка- стуктурной функции , fy). Ъ-ечается, что ::сслелозанле поперечной поляризационной асимметрии, зч'ірлие^ное с изучением продольной поляризационной ас ям-,
- Ь - .
метрик, позволяет получить ва/.ную :пи-ор,.іацнм о вт^р^?- электромагнитной структурной функции пуышн,! у (х) . іР-казано, что при J-* J рад пши^шше поправки к асн-.;.-еіри/:д составляют заметную величину, нревьгааадую I(J :2 по оточенню к оснлвно.,:у вкладу, пркчелі, если -* ~ 0, основної! выад в FII вносят электромагнитные поправки, а в области -*-»! ^тігс:;тєл'.л:іі; эффект слабых нейтральных токов достигает максимально:!: вєлпч:шн. Прк этом с увеличением у существенные вклад в РЯ вносит ра-диацпонны1", хз ост от упругого пина.
Результатів расчетов проиллюстрирован!!, сделаны конкретик-: выводы относительно величины РІІ и ізеобходк' ости учета РЛ ця: анализе данных в зависимости от ..ссдвдуе.ло* кинематическое области.
Результати главы представлены в публикациях (l,<;, 5,7-IU, '13-15.20,21] .
3 главе вгопои — Детпд спнральннх п.пиитуд длл оцтеангп
Проі5,ЄССОВ упр^ТОГО И НеуПруГоГ" ЛеПТоН-НУКЛОЦКого рЛОСВЯНИЯ —
известный метод спиральных амплитуд, разработанный группой . CrtLCl/L для_расчета чифсреренцпачьнюс сечениґ процессов анчн-.' гилядаи'легких ферглиоцов, развит на случай кта*маитного описания иалучедяя реальных фотонов в глубокояеупругон рассеянии поляризованных частяц, а такав на случаи {;ено;ленат,г'ічеп,:ого 'описания радиационного хвоста от упругого пика.
Поскольку точный аналитические расчет сечении процессов
взаимодействия поляризованшк частіш приводит, как правило, к
громоздким Е)/раяеняям, количественные вычисления треоуют боль
ших аатрат времени, что затрудняет анализ экеиери;?пт<алъных
. данных. Ьакяой задачей становится получение бапое простых ком
пактных формул, позволяющих с достаточней точностью опиогаать
пронесен ГНР в значительной части кинематической области. Б
связи с этим в 2.1 в рамках методо сп,грачі.ннх агглитуг,, в
предположении, что при високих онєргй/х современных экспери
ментов реальные фотоны излучаются преимущественно в направле
ниях, коллинеарнш: импульсам взаяідодеііствупп'.их' '>?-'-лио'в, по
лучены аналитические лореіщ-йнвариантнне выражения матричных
элементов пропвсек. электрослабого рассеяния лелтояов на квар-
' ''.'' -;'-- ю -
ках, учлтыурАЛле спиралъности т?сех взаимодействующих части; — М (-*;> Л?,- . ^/e . ^g, . Л/ ). Здесь **?< (-^,-) - спиральна сть начапьн«го лептона (кварка), Ар (^^) ~ спиралъности расоелнннх лептона (кварка), Л/.— значение спиральн^сти излучаемого Сг>тона. Показано, что отличными от нуля будут только матричные алеліеятн, соответствующие следующим спиновым конфигурациям:
aj /Ч(*/, */, ^ '/, Л/>, Я МЫ *, -J, -',
г/ *(**.-',*', -/, Af.), *j M(-J, ">'*, +s, */> (19)
При этом вираження, соответствующие конфигурациям б) иг) могут біль получены из а) и в) посредством Р-отражения. Таким образом, расчет т.зажлодействия поляризованных лярмиоцов сокращается до вычисления лишь двух матричных элементов
где.приведено сунаафование по состояниям поляризации излучаемых
'ІПГОНОЗ, II
/Г- K-Y-*J/ty - x/sW-/) * КС**У-V-*yj/x/(s-r-u,
я/"?, **/є, с<в4е (*ем**'/*№*»'/?***,.b.Pt.a.)?*
Є і - Л {&,&+К') - MkJ, (J ±Гг)1 - операторы поляри-
эаиия, характерна угайте $тои, излучаемый лептоном, ef," Afr ІРг А к Ot'rr/ -&. 0*&)1 - оператору поляризация, характ'ерчзухдае фотон, излучаемый кварком, mfa/— масса лептона (кварка), Є(Є{) — электрический заряд лептона (кваркаh Ь(ь)— 4-жпульо рассеиваемого лаптпна (кзарка), /<*(А)— соот-эетств^лшв 4-и.яіуяьоа конечных частіш, А -* 4-нмпульс излуча-єйого ^.от-она» Плігтчййягіз гамм образом Іункпйн матричных адо-
ментов процессов лептлн-кваркового взаимодействия приводят к легка интегрируемые выракениям соответствующих дт;<1 ерепциадь-ных сечении
{eWA*/)te*qtt4j*/4eS/j"f,*#teMA У'*/ (2D
Jf.S*-**,*** S.~S-x, **JX-Y, tr*Sm*+, Ъ-Z+t-Y, пя*млС//3, G**S**9*, af*ffJ*?j.'
<% - -3/f*W- + Xi fa-У/ * ?Y/SX -t> t
В 5 < У- на основе ди^Сервнпиааьнкх овчеїшн элктроедабого взаимодействия п^ляріїзванних лептпнов с полярлзовашшг.ы кварками, (21) получены выражения диЖероншальных сечений излучения реальных фотонов в процессах ГНР поляризованных лептонов на по-ляризованннх нуклонах. Выполнен их анализ совместно с точними вг.'рахіслкяг.їк, учтеь~г>к;ц11ми вклад в сечен/ю ?П, связанно}' с учетом диаграмм С-ейн'глна с дополнотаїьним виртуальным (Готосом, полученной в 1.4. Показано, что использование метода спіфпльшгх амплитуд приводит к компактным выражениям для РП, позволяглда создавать бь'строде'к'.твуюшую процедуру обработки экспергменталь-ных данных. Приватом простые выракения получены как для матричных элементов, так и для дидфепекшталыш: сечений процесса. Последнее обусловлено следухшки причинами: І) в конкретную амплитуду прпгосса с "чгксгровадны.'.'Л еггарлльностямп всех рассеиваемых к кпявчкчх частіш' вносит вклад їодько <*ер;.'ион с левоґ: либо с правой поляризацией;-2) вклад в матрнчішї: элемент процесса, поохвргствут^'!? конкретной егглральнок конфигурации, вносят не г.гс ^еЛіг'яновскке диаграммы; 3) еокрЕадння в ряде зна.-.енатідєі! ,
- го -
пр'чіагатпрло взаимодействующих частиц в конечном итоге прпво-дят к существенным упрощениям в аналитическом з^раі/епин матричній элеуентов. Численный расчет РЭ, обусловленного излучением дополнительного фотона, в ра.жах метода спиральных амп-ч литуд обнаружил, что соответствующая поправка вносит существенный вклад в диїТ^вренциальное сечение, достигая десятка процентов в области л $ 0,3 и у 0,8. Исследование применимости пспользованного прибліскення показало, что результаты, полученные в рамках метода спиральных амплитуд, хорошо согласуются с соответствующими точными расчетами ( 1.4) более чем в 80 % кинематической, области.
В 2,3 применение метода спиральных амплитуд распростра-няотся на случай расчета дифференциального сечения упругого лептон-нуглонного рассеяніл в рамках <}екомен^лтического Подхода и СТ. При этой, чтобы сохранить все проталущества, предоставляемые методом спиральных .ймвлит'уд, он применяется при расчете вклада в амплитуду, пропорцяоналіного каддому форм(?ак-тору. Проведение указанной процедуры делает вычисления более громоздкими. Однако последовательное применение метода по- . прежнему приводит к' алгебраическим функциям для матричных элементов процесса и, помимо этого, позволяет получить столь же простив вираження при учете спиральное г ей всех частиц, участвующих ь процессе рассеяния. В 2.3 отмечается также, что > точность результатов может быть повышена поправками дггЛерен-цняльнпх сечентг, учитывающими массы взакмодействушлх частиц. При этом получены поправки, пропорциональные квадратам гласе частиц с использованием метода, развитого в работах группы CflLCUL. . Предложен новый метод учета масс, позволяющий рассматривать не только "вклады, обусловленные М*% но также и ~(Л>1)\ что ваэдо в Связи с рассмотрением рассеяния на прото~
ках и нейтронах, .ч" такие при исследовании процессов взаимодействия других ^дронов. Оба варианта улучшенных (|юр:лул, вклвча-юііих поправки' на учет маос, вносят в дифференциальное сечение относятелы»уп РП ** Ш % в области малых у и составляют несколько десятков процентов при значениях у , достигающих мак-'
. симальнои веллчплк. дополнительные вклады, в сечовин и поляри-. захшеянуи. асимметрию лрігілігааюі значение радиацаол.юго.хвоста
..'..- 21 -
от упругого пика к результатам, основанным на точных ^вариантных выражениях, расширяя применимость метода спиральных амплитуд до 90 % кинематической области. Использование :метода становится более оправданным с увеличением энергии ьэаимо-деиствуюиих частиц и переданного импульса, что соответствует тенденции роста этих величин в планируемых экспериментах.
Результаты главы представлены в публикациях [2,4,20,21/.
Глава третья — іетодн приближенных расчетов радиацноц-ных эффектов — посвящена развитию и анализу применимости различных методов расчета РЗ з процессах рассеяния поляризованных г'ермионов. ^ту.ечено, что однім из вамнкх достоинств, которыми обладают точные инвариантные выражения РП (глава I), является возможность получения на их основе различных вариантов более простых приближенных формул.
Б связи с этим в 3.1 РП низшего порядка к ди.-'фзренци-альн"му сечению упругого и неупругого рассеяния поляризованных лоптонов на голяризованных нуклонах получена в рапках приближения пиков и эквивалентного радиатора. Первое из них сделано при условии, что Элтоны преимущественно излучается в направлениях, совпадающих с направленкямл гадпулъса лоптонов (до и после рассеяния), второе — предполагает, что эг^ект внутреннего тормозного излучения в упругом и неупругом рассеянии лептонов эквивалентен помещению до и после акта рассеяния излучателей одинаковой толщины. Показано, чт~ использование оосугллемпх пр.'Ллигсении для расчета РП к ди^еченпнальнп-',rv сечению ПІР приводи? к значен;шм продольно'.! шляризадион-ной аси;л-,іетрл2, котррке в пределах I % совпадают с реузльта-таии расчетов на основе точных выражений более чем в 30 % кинематическое <-'бласти. Значптаїьно большее искажение тляриза-гнонно? аенгеетрштобнаружено іфи использование, приближений для вычисления РХ от упругого пика. Разнила приближенных и точных результатов возрастает с увеличением у и уменьшением р1- , составляя у:г.е при ^=0,8 несколько процелтоз, а при у= 0,9 — десятки процентов. В связи с этим для расчета РХ, предтчкен новыГ вариант приближения пиков, расширтгЕїлим область описания ?І от упругого пика до 80 н- '85 % кннематиче-
ской области їв пределах I/J-oii погрешности результата). Степень применимости прибл'.гаеннцх формул заметно повшіаетея с ростом . энергии взаимодействующих частіш.
В 3.2 анализируется точность, достжиаая прл расчете- ГЗ в процессе электрослабого взал,-лоде?:ствия поляризованных ле.тто-нов и нуклонов на основе метода ведущих логаршнов. Отмечается исключительная простота вь-ратений РП и замість-получения на его основе лоренц-лнварлантных формул, предоставляющих возможность быстро]; обработки экспериментальных данных, хотя и с более низкой точность». Для этой РП получено выражение
Здесь &р — элоктрослабшл поправка'низшего порядка к продольной поляризационной асимметрии /)(-к,у)\ (%{-ку)~ борцовское диффе-ренцлальяое сечение рассеяния лоляриЗованиых частіщ; /п — масса рассеиваемого лептона, Xt-xy/te-f+j,) , /,,-г//, z,=j-x-ж/ . *i- {/-yt/Cs-y?) * #'* Сг -j*y)/* ' Выполнено подробное иссле-довгляе относительной точности расчета продольно?., асижетриа в ралках метода ведущих логарифмов — ^ «//?»»«., - /. «.,.//#*„. при энергии рассеиваемых лептонов до. 1000 ГэВ. Получено выражение ^»J,i к &р (см. (21)), позволяющее наряду с логаомфлическиш вкладами з РП учесть такно -лидирующие нелогарпфмическяе поправки. Установлено, что это позволяет использовать расчеты в рачках метода ведушх логарифмов вплоть до зяачелийг/А. ю .—10 . Обсуздается возможность распиренля области применимости метола путем соответствзтацего выбора параметра .
Далее, в - 3,2 в раїїках метода ведущих логар.х'г.пв получено
выражение электрослабпй '.поправки второго порядка к продольной
асимметрии. Аг.адма эти РП показал важность учета обсугидаеглой
поправки в области-;аг =» 0,01 — 0,02. В'Заключение отмечается,
что улучяенно^ прябдкйЗйяе ведущих логарифмов имеет макстдаль--
вую точность 6 той части кинематической области, где.расематри-
.ваемая'радигяпюияая даправка эяачнгйльяа. '.
В .'3.3 в рашах метода' ведущих логарифмов подучены РП двухпетлового фя&іінсойия it аномальному глогнитиому моменту шь оне. (<э^' ).. is- агогоящего врэиспн расчеты Щ.к Q^ ,. позволяли
надежно.определить его величину вплоть до девятого знака после
запятой.'Однако точность измерений а~ в планипуемпх экопо-
—то ршентах долина достичь величины л. 0,5 10 , что потребует
для прецизионного анализа данных учета не только поправок первого порядка по электрослабому взаимодействии, цо/такке и двух-', петлевых РП к а^ . В связи с этим в 5 3.3 получно козариаятное выражение соответствующе;"1 поправки в калибровке т'Хуста-йеґгалана. Расчет и анализ РЭ вкполненн с учетом 53-х д:іагра..г.^ Cei'ivs-на, приводящих к слагаемым влда ((J> {і =/« (rt/V^O), где /і (ty) — масса гзоона ( і*.-Розова), а такте і'еі'і'г.аяов-скпх диаграмм, содержащих еріліопнна петли. Разработана программами проведены'вычисления на ос«оВЄ метода, проективных оператором (метод подробно оп;ісан в Приложении 4) с ясподьзозалпем програг:.'л аналитических вычислений RDL/C . Рбраруу.ено, что полученный таким образом вклад упомянутых длагра.м ь величину аномального глгнптного момента мкюна
І""' Jz^^.^M^J2(-4^0--^-yo^ (23)
составляет II % РП однопетлевого прибд.скения а/". Здесь: s„, = ь\* 0^ , с^гсої^Рц, . .Длагра.'.'мы с фермионяіші птітсл.ами при учете трех лёптонов в (їер'^онпой петле вносят в РП вклад, разный -v2,3-'IC~ . Значение полной поправки двухпетлевого приближения при этом составляет а^л) *> - 4,5-10" и превосходит 20 % НеЛН-ЧПНЫ одцопёТЛеГ-о}' РП, ЧТО еВйДбї&ЛЬСЇБуеї- о необходії. .ОСТИ ез
учета при анализе результатов в опытах нового поколения. риенка ' РЭ следующего порядка выполнена в рамках СТ. Установлено, что соответстзуюиая поправка имеет величину, меньшую I0_xi, что превышает точность ^планируемых экспериментов.
Б 3.4 в J л п-ятс метода ведущих логарифмов исследуется е.ге одна аск.-лттггл леітглк-лротонного рассеяния с учетом РЭ: nenv-;.'.стрил числа, электронов, рассеянных упруго либо кеупруго взерх и.вниз о«гі:ос:їтзльно плоскости, образуемойимпульсом рассеянного ііоп^лярпзоваішогл электрона :т спином прохода !/.слент;. Указанная ас г. '..гетрия обусловлена частыэ дифференциального сече;;ня, про-, попцгояальноп ] *(гіхп')а і пи> Я н Я' — орт;;', направленное вдоль импульсов начального и рассеянного лепто.чов, и —спин нуклона. Корреляция : е"Яу сгп.чом нуклона' и плоскостью рассеян"-?';
- ІГ4 -
определяется интерференцией глилгГ; части амплитудч ер-рассеяния, возникающей от диагра.м двухстопного обмене., о соответствующем вісгщом однофотонного обмена. Исследование асимметрии
Я*е (e,E)^(
ГДЄ 0~J~2 /?' , обЯ;ір.7ЖИЛ0, ЧТО ОЯЯ СГрв.'ШТСЯ К ЛуЛЮ При 0 + 0, Г
и достигает максимума в 'области s~ 52 ГэЗ^, ^30 ГэВ^ гложет превосходить Ю-процентнуп величину Показано, что аналогичный сш-ипвьй эу.^окт в случае, когда поляризован только рассеиваемый протон, ,будет наблюдаться и в процессах глубоконеупругого взаимодействия. Однако соответствующая асимметрия /?/„,/ в этой же области энергий и передавши нипульсов составит величину ~_1- %. Таким образом, изучение ас ил .атрий /)ее(0,Е) и/^ (в,) в процессах упругого и неупругого рассеяния электронов на поляризованной протонной іжщенн станет дополнительным'источником информации о спиновой структуре нуклонов.
Все возрастающая точность современных экспериментальных исследований зачастую не позволяет выполнить их прецизионный анализ без учета ?П выспих порядков. Поэтому 3.5 посвящен, расчету г. анализу РЗ, обусловленного многостопным излучением, на основе аппарата,ренормализационнлй группы. В начале параграфа пріиенитаїьно к процессам взаимодействия поляризованных леп-.тонов и нуклоНов обсуждается два варианта учета излучения ;лн.о-гих мягких фотонов с помощью процедуры экспонеипирозания. Показано,' что как и в случае рассеяния популяризованных частиц, учет излучения многих мягких фотонов изменяет РП в пределах I % в,большей части кинематической области ГНР. Zt^S'^-S медленно возрастает с энергией и превосходят' 1-пр'оцентн:$ порог в об- /асги няимекьдкх :г наибольших значений *v'e*"(fi**i-/ij)\ Что касается поправки я поляризационной асимметрия /i", экспояеяпиро-вш:е изменяет ас- величину иезначитольно:/5*-4^'< I Далее отмечается важность рассмотрения аффектов высших порядков, обусловленных изучением жастюсс фотонов, которне.иогут внести значительный вклад з сечеапв ГНР в области шишйшьлнх X и у-» t. В 'полйрлэагионяах'асимметриях зтої вклад такав йожет
быть существенным, хотя и в б^чее узкой (по сравнена с діііНТе-ренпиальшли сечением) кинематической области. С нельв учета ?Э в рамках метода структурных функций дппіерекдиальное сечение процесса взаимодействия поляризованных частиц в приблнкэнии ведущих логарифмов представлено в виде сечения, подобного сечения", процесса Лрёлла-Яна. С"лтаегртвушив структурное функции Z> (*/з) являются решениями системы уравнений ренормгїугльг лішаюва-Ал-тарелли-Паризи. Полученные соотношения позволяют учесть '.:яого-^отонное излучение для всего энергетического спектра поучаемых част:щ с точностью, соответствующей приближенно ведущих логарифмов. Для повышения точности п; ибдяасяия в подинтегральное выражение введене -фактор; <Хх/+х*, где /(**/Г"'ф/Си"ІМ1"'+ *К '%/< конечно при те -* 0. Гтдедыше слагаете последнего выражения — части.РП, происходящие от учета излучения лілгних ротонов,, жесткіа: дохопов, диаграмм с додолнтольиыи виртуальш .Jo- тоном, бокс-днаграміА я диаграмм с г*'-обменом. Численный анализ, выполнений при энергиях рассеиваемых электронов 20 — 30 ГэЗ и мтоиов IUC0— 2000 ГэВ, показал, чтоЖ -фактор является іиав-iiof! функцией кинематических переменных ГИР. Так, при - 30 ГэВ л 'углах рассеяния в л.с. до Ю* величина Л"" достигает значения 1,2 и.возрастает до 5,1 при Р-~х/2 ;ЛС растет с увеличением энергии. Однако даже при ~ ЮОЗГзВ .соответствующая поправка к сечению не превкзаог нескольких процентов.
Таким образом, использование аппарата реяор;лал!*зяцноші«й группы позволяет в ратинах метода ведущих логарифмов рассчитать РП, обусловленную міюго?,отоі:нь:л излучением в процессах взаичо- действия п^лярняовалнпх-частіш.
Результаты третьей главы ^грааени в публикациях [4,11,12, 16-18,20,2IJ . v
1 . г
Четрергал глава — Исследование и дпскрк.шялшія яе-.пнл-«р.іьншс калибровочных і/.оделей электрослабого взаимодействия — г^езяз-енд "зу* опит- гдубоконеупругого взаимодействия поляризованных лептол"в и поляризованных луїслопоз с привлечение:-.: ?;алтт-
бророчНіГї МЛДЄЛЄИ ОЛеКТросЛаб^Го ВЗаНЧоДЄ?СТЬ<ІІЯ О Д"ПЛЛПНТЄЛЬ-
mm и?!: траль и км б^?^ь^-л.-
З 4.1 «отмечено, что предск'їзжія стандартной теории
алектр^олабого взаимодействия подвергаются постоянной проверке. Экспериментальны*; поиск новых {изическлх явлений г. разработка различных подходов к обобщению СТ направлены на уточнение величия, предсказываемых теорке? Глэгаоу-Вейяберга-^ачама, и на. обнаружение новнх частиц я явлений, выходящих за рамки СТ. Одним из вариантов увеличения возможностей теории глетрослабого взаимодействия яаіяется использование расширенных калибровоч-иых групп. Предсказания этих калибровочных теории :/.огут быть согласовали с экспериментальными данными благодаря достаточно широко? области изменения дополнительных параметров дате в случае отклонения последних от СТ. Указывается, что дискриминация различных калибровочных моделей с дополнительным 2'-бо-зоном :<о~ет быть осуществлена в опытах 'по рассеянии поляризованных лептонов на поляризовавших нуклонах, но лишь при^ достижении квадратом переданного импульса значені'я ~ 10 ГэВ , ког-. да соответствующие электрпслабве асійіметрии составляют десятки процентов. Дополнительная информация о струкутуре калибровой-ной группы электрослабого взаимодействия момет бить получена. при исследовании рассеяния о двумя поляризованными частицами, -в частности, ГНР поляризованных лептонов на поляризованных нуклонах. В связи с этим в четвертой главе в раїлках кварк-партонных моделей SU(J)t>yM&fi/(/)j' , X(/fr)V(0{$V(3ij' . SUOO^SU(J)e&UO) < sv(2)t&s,№) фі/М* . проведен расчет и анализ дифференциального сечения и электросдабых поляризационных асішлетрий
зарядово-поляризациопнше асижетрпй
п зарядових асигметрйй
при энергиях леятогюз до 2000 ГэВ. Здесь &f:t(ff) , &**(?*}, ctJOt) ,о**(И) — диф^ретщачьные сечения электрослабого лептон-нуклонного взаимодействия» полученные'з рампах калнбро-timrjib': доделай с№кгрослобагп взаймодеиегшм с д^налдит&шшм
."Л \ ':. .- 27 — : -
' -6озоца;,і щу,\ следугедіх значениях сппралыюстеР гзп тгд:-Гст-
вута.их частиц: />,„/ , Рм ~ 1 ; /$.*/ ./^,--/ ', P,--l ,
/%,' J % P,= -J , Р„- -I ' — соответственно {Рс (/J.)
— степень продольной поляризашп лептона (нуклона)).
Как показано в 4.2, вое электрослабые ассс.етрии различаются по характеру зависимости от л , у к возрас-огт при увеличении энергия взаимодействующих чэстип. ляи срстазляют несколько процентов при энергли рассеиваемого лептона » I0G 153 и несколько десятков процентов при дпстгаении - 2C0G ГэВ,стремясь, к наибольшим значениям в области «иссякал*тле х л у . Сравнение предсказаний различных моделей .для асм :етрий ^/^ показывает,- чі^ результати, полученные в рамках калибровочных г.-лделей S№IgPU(2/r(j(j) суыйственкп отличается ^т чреде казаний других рассмотренных "л'лдодей, что особенно заметно в случае /*/>-П1Р, где в области у? 0,6 л^^.0,7 указанные асимметрии могут различаться в два раза. Согласованность результатов рассматриваемых калибровочных моделей при исследовании пег:::, отрий J3%i/} в значительной увре зависит от знаке электрического паряда лептона, ^тлнчяе их от предсказаний СТ больше в случае исследования /*^>-ГНР, причем оцо .возрастает вместе с увеличением энергии взалмодойствушнх частил, а также с ростом .* \\ у , Зарядовые асимметрий наибольших значений достигают в моделях SUd)o U
для которых рассматриваемые калибровочные модели дают предсказания, существенно различающиеся в. значительной части кинематической области. ^слбое место здесь занимают результаты, получен* ые в разках .'.лделн (/(*> о (/{*; о /UO))', которое отличаются от предсказаний других обеуадаемых калибровочных моделей' во все.', кинематической области.
Указанные особенности алектрослобых асимметріії ь ^азлич- .
ных калибровочных моделях электрослабого взал,к\деі итвпя предоставляет возможности проверить СТ и определить степень нріі.шші-ыоотн альтернативных калибровочных моделей в процессе анализа новых экспериментальных данных по ПІР поляризованных лептон on и нуклонов. При этом возрастание аскшетрий и различий в предсказаниях отдельных калибровочных моделей при увеличении энергии частий повышает ъоз;;а'хности дискриминация моделей, г>т.лэчено, что в значительной частя кине.днтЕческо? области, где электро-слабі/е асимметрии не превшавд лосята процентов, РЛ иогут вносить з Діі;<гервишіальное сечение относительней вклад, сравниглігі
СО ШШаДО.'Л, оОусУіОВЛеННЬВЛ ДОППЛНі'іТЄЛЬ.ЧЩЛ **'~бОЗо{'ПМ. Б СВЯЗИ С
этим з 5 4.2 в р&кхах приближения ведущих логарі-фюв получены ;>;грги::еш:л основных РП к элвктуослао'шл асим/.втриям.' Исследование РЭ в области энергий рассеияпеі.ш лептонов от нескольких ГэВ до 20Ш ГэВ показало, что пенпвнгф вклад в ас:: лметршп возрастающий с увеличением энергии, вносят РП, обусловленная излучением рояльных фотонов. 3 заключение отмечено, что влияние РЭ на вэ-лі:ч;:ну «симметрии, как правило, а ев елико а части кинематической области, наиболее благоприятной для' дискриминации предсказании различных неминимальных калибровочных моделей.
Результаты главы отражены в публикациях [2±Jj6j9,I2j.
о * ^сличении, сформулированы основные результаты работу;
В Приложениях I .и 2 кратко описан способ тензірного инте-гриро^анлл, ислользованшгй при изучении копаряантных выражении-РП нлзеего порядка.
В ПрялотєнирЗ прквадены наиболее-гроыо;',дкпе выражения некоторых вкладов в УП к дифференциальному семени процесса -электрослабого взаимодействия поляризованных лоптоцов и нуклонов в рамках кварк-партонной модели,
' В П^лпо/эптаС кратко обсувдаеїся методика ясплиьзовапия прпект:г2нтп /оператора для проведеная расчета поправок двухпет-левого прчблгаонкя к аномально^ .'лаглитному моменту члорна на основе с::стег.:ы ляапят?гческлх вычислений на ЭВМ.
' ~ 29 -.
