Содержание к диссертации
Введение
Глава1. Описание двухнуклонного фоковского состояния 12
1.1. Формализм светового конуса. Одночастичные и двухчастичные состояния в переменных светового конуса 14
1.1.1. Параметризация Судакова, метрика 14
1.1.2. Свойства гамма-матриц 17
1.1.3. Биспиноры в формализме светового конуса 17
1.1.4. Двухчастичное состояние в переменных светового конуса 22
1.2. Волновая и вершинная функции двухнуклонного фоковского состояния 24
1.2.1. Спиновая структура дейтрона 24
1.2.2. Спиральные состояния для двухнуклонного фоковского состояния в калибровке светового конуса 26
1.2.3. Матричные элементы оператора спина 29
1.2.4. Нормировка волновой функции дейтрона 32
1.2.5. Радиальная волновая функция дейтрона 38
1.2.6. Анализ матричных элементов вершинных функций двухнуклонного фоковского состояния 39
1.2.7. Нормировка радиальных волновых функций 41
1.3. Заключение 43
Глава 2. Методика вычисления амплитуды упругого рассеяния поляризованного нуклона на поляризованном дейтроневформализме светового конуса 45
2.1. Инвариантное разложение амплитуды нуклон-нуклонного рассеяния 46
2.2. База данных SAID 48
2.3. Нуклон-нуклонные амплитуды 49
2.4. Зависимость инвариантных амплитуд от энергии и переданного импульса 52
2.5. Фейнмановский интеграл для амплитуды рассеяния поляризованного нуклона на поляризованном дейтроне в формализме светового конуса 56
2.6. Спиральная структура фермиевских вариантов в переменных светового конуса 59
2.7. Заключение з
Глава 3. Основы квантово-механической теории механизма спиновой фильтрации в накопительных кольцах 67
3.1. Поляризованные антипротоны: PAX-проект 68
3.2. Эксперимент FILTEX: обоснование механизма спиновой фильтрации 68
3.3. Механизмы спиновой фильтрации: прохождение и рассеяние внутри пучка 69
3.4. Основы квантово-механической теории механизма спиновой фильтрации в накопительных кольцах 71
3.4.1. Эволюция проходящего пучка внутри среды 72
3.4.2. Учет рассеяния внутри пучка в эволюционном уравнении 74
3.4.3. Поляризация пучка при рассеянии на электронах 75
3.4.4. Рассеяние внутри пучка в механизме спиновой фильтрации вследствие ядерного взаимодействия 76
3.4.5. Нарастание поляризации за счет рассеяния внутри пучка 78
3.5. Численные оценки и результаты FILTEX-эксперимента 78
3.6. Численный анализ 81
3.7. Сравнение с экспериментом 82
3.8. Заключение 85
Глава4. Структурные функции дейтрона 87
4.1. Спин-зависимая структурная функция дейтрона 87
4.1.1. Релятивистская поправка к средней спиральности протона в дейтроне 87
4.1.2. Спин-зависимая структурная функция дейтрона g1D(x, Q2) 94
4.1.3. Релятивистская поправка к первому моменту спин-зависимой структурной функции дейтрона 96
4.2. Неполяризованные структурные функции дейтрона 100
4.3. Заключение 104
Глава 5. Электромагнитная структура двухнуклонного фоковского состояния 107
5.1. Электромагнитные форм-факторы дейтрона 108
5.1.1. Выражение для релятивистской поправки к магнитному моменту дейтрона 112
5.2. Матричные элементы плюсового компонента электромагнитного тока двухнук лонного фоковского состояния в переменных светового конуса 113
5.2.1. Параметризация электромагнитных форм-факторов нуклона 115
5.2.2. Выражения для матричных элементов плюсового компонента электромагнитного тока двухнуклонного фоковского состояния 116
5.2.3. Анализ углового угловия Грач – Кондратюка 124
5.2.4. Аппроксимация электромагнитных форм-факторов двухнуклонного фоковского состояния 125
5.3. Вычисление шпура матричного элемента плюсового компонента электромагнитно
го тока двухнуклонного фоковского состояния 130
5.3.1. Соотношения между форм-факторами и матричными элементами плюсового компонента электромагнитного тока двухнуклонного фоковского состояния 131
5.3.2. Угловое условие для подынтегральных матричных элементов электромагнитного тока двухнуклонного фоковского состояния 134
5.4. Магнитный форм-фактор двухнуклонного фоковского состояния 134
5.5. Вычисление релятивистской поправки к магнитному моменту двухнуклонного фо-ковского состояния 137
5.6. Заключение 139
Заключение 142
Список литературы
- Двухчастичное состояние в переменных светового конуса
- Фейнмановский интеграл для амплитуды рассеяния поляризованного нуклона на поляризованном дейтроне в формализме светового конуса
- Основы квантово-механической теории механизма спиновой фильтрации в накопительных кольцах
- Матричные элементы плюсового компонента электромагнитного тока двухнук лонного фоковского состояния в переменных светового конуса
Двухчастичное состояние в переменных светового конуса
По результатам настоящей диссертационной работы опубликовано девять печатных работ [1–9], включенных в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией (Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, Журнал экспериментальной и теоретической физики, AIP Conference Proceedings), и три тезиса докладов [10–12].
Результаты диссертационной работы представлены на рабочем совещании 8th PAX Meeting Workshop on Spin Filtering in Storage Rings (31 августа–2 сентября 2005 г., г. Хаймбах, Германия); на международном совещании The International Workshop on Transverse Polarisation Phenomena in Hard Processes Transversity 2005 (Transversity 2005, 7–10 сентября 2005 г., Вилла Ольмо, г. Комо, Италия); на 11-ом международном рабочем совещании по физике спина при высоких энергиях SPIN–05 (DUBNA–SPIN–05, 27 сентября–1 октября 2005 г., г. Дубна, Россия); на 17-ом международном симпозиуме по спиновой физике SPIN–2006 (SPIN–2006, 2–7 октября 2006 г., г. Киото, Япония); на международном рабочем совещании Workshop on Polarised Antiproton Beams–How? (29–31 августа 2007 г., г. Уоррингтон, Великобритания); на 21-ом Балдинском международном семинаре по проблемам физики высоких энергий Релятивистская ядерная физика и квантовая хромодинамика в Объединенном институте Ядерных Исследований в Лаборатории теоретической физики им. Н.Н. Боголюбова (Baldin ISHEPP XXI, 10–15 сентября 2012 г., г. Дубна, Россия); на 47-ой Школе ФГБУ ПИЯФ по физике конденсированного состояния (ФКС–2013, 11–16 марта 2013 г., г. С.-Петербург, Россия).
Содержание и объем диссертационной работы
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и пяти приложений. Объем диссертационной работы составляет 160 страниц основного текста, 35 рисунков и 15 таблиц. Список литературы включает 158 наименований. Каждая глава содержит краткие вводную часть и заключение.
Благодарности Автор признателен профессорам Йозефу Шпету и Ульфу Мейснеру за возможность работы в аспирантуре в Институте ядерной физики Исследовательского центра г. Юлиха, Германия.
Автор выражает благодарность за многочисленные обсуждения диссертационной работы моим коллегам по работе в г. Юлих и друзьям Игорю П. Иванову, Вадиму Бару, Ашоту Гас-паряну, Вадиму Ленскому, Павлу Федорцу, Максиму Микиртычьянцу, Михаилу Некипелову и Петру Кравцову.
Автор признателен профессору В.К. Иванову, заведующему кафедрой экспериментальной физики Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, – за возможность преподавать физику, продолжать выполнять диссертацию на кафедре и работать в прекрасном коллективе.
Автор признателен профессору Я.А. Бердникову, заведующему кафедрой экспериментальной ядерной физики Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, – за постоянную поддержку и конструктивную помощь в подготовке к защите диссертации.
Автор особо благодарен С.И. Манаенкову, сотруднику Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН, – за критические замечания и тщательную проверку всех вычислений.
Автор особо благодарен своему научному руководителю профессору Н.Н. Николаеву, сотруднику Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН и Института ядерной физики г. Юлиха, Германия, – за генерацию гениальных и плодотворных идей в теоретической физике.
Еще раз особая благодарность автора Н.Н. Николаеву и С.И. Манаенкову, которые его очень многому научили! Глава 1 Описание двухнуклонного фоковского состояния
Рассмотрение дейтрона в привычном нерелятивистском приближении не применимо к эффектам, связанным с наличием больших внутриядерных импульсов в дейтроне, и не может дать описание всей совокупности экспериментальных данных. Поэтому учет релятивистских эффектов, связанных с высокоимпульсным компонентом в дейтроне, является весьма актуальным и требует адекватного теоретического описания. Как известно, в релятивистской ядерной физике волновая функция дейтрона представляется в виде фоковского столбца [13-16]: и полное описание составной системы требует учета всех компонентов. В данной диссертационной работе волновая функция дейтрона будет аппроксимироваться только протон-нейтронным фоковским состоянием. При описании экспериментальных данных традиционно учитываются как нуклонные степени свободы в дейтроне, так и ненуклонные, связанные, например, с обменными токами или с наличием в дейтроне шестикварковой (6q) конфигурации. Не исключена возможность, что на очень малых межнуклонных расстояниях вместо двух нуклонов следует рассматривать шестикварковое состояние, хотя однозначных экспериментальных указаний на такой шестикварковый кластер нет. Поэтому также представляется возможным описание дейтрона с учетом кварковых степеней свободы, чему посвящено обширное количество публикаций [17-22]. Например, существующие теоретические работы предсказывают, что в такой слабосвязанной системе как дейтрон примесь бд–кластера может составлять 5 4- 10 %. Так, в модели мешков (MIT-модель) [17,18] утверждается, что валентные кварки выдавливают полость, и в полости существует плотность энергии, совпадающая с давлением, которая необходима для создания удерживающего кварки потенциала. Если примесь бд-мешка составляет 9,2 %, то для массы и радиуса такого мешка с квантовыми числами дейтрона MIT-модель дает следующие оценки: М6д = 2540 МэВ, R6q = 1,12 фм. Так как M6q = 2540 МэВ MD mp + mn = 1877,8 МэВ, то такой бд–мешок не переходит в протон-нейтронную систему только потому, что он связан в ядре такими сильными взаимодействиями, которые выбирают его как оптимальную многокварковую конфигурацию. В свободном же состоянии такой бд–мешок с квантовыми числами дейтрона не мог бы существовать и перешел бы в дейтрон с массой MD « 1877,8 МэВ.
Фейнмановский интеграл для амплитуды рассеяния поляризованного нуклона на поляризованном дейтроне в формализме светового конуса
1. Показана техника светового конуса. Рассмотрены одночастичные и двухчастичные состояния в переменных светового конуса (судаковских переменных). Поясняется, как идеи конусной техники возникают при расчетах обычных фейнмановских диаграмм методами Судакова.
2. Для построения диаграмм Фейнмана с участием дейтрона учитывается, что в дейтрон-протон-нейтронной (Dpn) вершине поглощение дейтрона сопровождается рождением двух фермионов: протона и нейтрона. Однако всегда можно считать, что базисными частицами являются протон р и антинейтрон п = ап и что дейтрон есть связное состояние D = рап, так что в вершине Dpn = Dpan поглощение дейтрона сопровождается рождением фермиона р и поглощением фермиона ап. И тогда в терминах распространения протона и антинейтрона диаграмма Фейнмана будет иметь вид привычной фермионной петли (см. рисунок 1.4.).
3. Явным образом сформулировано, а затем учтено условие, что дейтрон аппроксимируется двухнуклонным фоковским состоянием, которое представляется как система свободной протон-нейтронной пары. Такое двухнуклонное фоковское состояние описывается инвариантной массой свободной, невзаимодействующей реальной протон-нейтронной пары М, зависящей от относительного импульса нуклонов, и 4-вектором поляризации, который в релятивистской теории неизбежно зависит от этой инвариантной массы. При этом промежуточные нуклоны выводятся на массовую поверхность. Иными словами, мы проецируем связанное состояние дейтрона, под которым подразумевается взаимодействие, на фоковский вектор состояния двух свободных нуклонов (по нашей терминологии – двухнуклонное фо-ковское состояние).
4. Развит математический аппарат в переменных светового конуса для описания релятивистской теории двухнуклонного фоковского состояния и различных процессов с его участием.
5. Показана процедура построения спиральных состояний (4-векторов поляризации) двухнуклонного фоковского состояния в калибровке светового конуса.
6. Построены релятивистские вершинные функции двухнуклонного фоковского состояния. В явном виде рассмотрена спиновая вершина перехода дейтрона в протон-нейтронную пару, правильно учитывающая структуры, отвечающие протон-нейтронной системе в S– и D–волновых состояниях. Показана процедура релятивизации волновой функции дейтрона.
7. Проведен полный анализ матричных элементов вершинных функций двухнуклонного фоковского состояния. Показано, что разница между суммой спиральностей нуклонов и спиральностью дейтрона переносится орбитальным угловым моментом пары.
8. Для справок приведены различные виды параметризаций реалистических нерелятивистских волновых функций дейтрона, которые используются в данной работе. Методика вычисления амплитуды упругого рассеяния поляризованного нуклона на поляризованном дейтроне в формализме светового конуса Прецизионные измерения NN–рассеяния являются одной из главных задач на всех протонных ускорителях мира. Исследования поляризационных эффектов в NN– взаимодействиях проводятся на встречных пучках и ускорителях высокой энергии в крупнейших международных центрах физики высоких энергий. При извлечении спиновых амплитуд малоизученного протон-нейтронного рассеяния (pn–рассеяния) из прецизионных данных по протон-дейтронному и дейтрон-дейтронному рассеянию (pD– и DD–рассеянию) при релятивистских энергиях требуется адекватное описание дейтрона и амплитуд NN–рассеяния. Создание все новых методов по получению пучков поляризованных протонов и дейтронов дает возможность изучения спиновых наблюдаемых в pn–рассеянии, что существенно расширит имеющуюся базу данных. Хотя и принято считать, что поляризационные эффекты исчезают с ростом энергии, известные опыты по поляризационному протон-протонному (pp– рассеянию) в Аргонской национальной лаборатории, продолженные впоследствии в Брукхэй-венской национальной лаборатории, показали, что при энергиях до 10 ГэВ в лабораторной системе существуют нетривиальные и сильные спиновые эффекты [46].
Многообещающим представляется подход к спиновым эффектам, основанный на методах релятивистской теории поля на световом конусе, успешно примененных ранее в квантовой хромодинамике (КХД) для описания спиновых эффектов в дифракционном глубоконеупру-гом рассеянии [23,24].
Данная глава посвящена развитию технического аппарата для описания рассеяния поляризованного нуклона на поляризованном дейтроне в формализме светового конуса в области релятивистских энергий. В этой главе приводятся результаты вычисления набора спиральных амплитуд NN–рассеяния в базисе светового конуса и методика вычисления релятивистской амплитуды однократного упругого нуклон-дейтронного рассеяния (ND–рассеяния) с применением этого формализма [4,9]. Дейтрон рассматривается как релятивистская двухчастичная система со спиновыми конституентами.
Дейтрон является слабосвязной нейтрон-протонной системой, и взаимодействие частиц высокой энергии с дейтроном традиционно описывается теорией многократного рассеяния Глаубера – Грибова [47,48]. В релятивистской области энергий, для интерпретации прецизионных данных по спиновым наблюдаемым, дейтрон требует адекватного теоретического описания с выходом за привычное нерелятивистское приближение. В данной работе на дейтрон обобщается техника, развитая ранее в работах [23,24], для квантово-хромодинамического описания спиновых явлений в эксклюзивном рождении векторных мезонов в глубоконеупругом рассеянии лептонов на протонах. Здесь техника светового конуса позволила последовательно учесть вклады релятивистских, так называемых «нижних» компонент спиновой волновой функции кварков, именно которые определяют амплитуды с переворотом спина. В КХД теории рождения векторных мезонов при малых значениях бьёркеновской переменной х, ситуация заметно упрощается точным сохранением s-канальной спиральности кварков в фундаментальном КХД взаимодействии кварков с глюонами. Однако такие упрощения нельзя ожидать в iViV–рассеянии при умеренных энергиях. Поэтому строится разложение амплитуды рассеяния по фермиевским вариантам, и для каждого варианта взаимодействия (скалярного S = I /, псевдоскалярного Р = 75 75, векторного V = 7« 8 7 , аксиально-векторного А = 757« 757« и тензорного Т = аар аар) вычисляется полная система спиральных амплитуд в базисе светового конуса. Такое представление спиральных амплитуд в базисе светового конуса ранее не использовалось. С точки зрения опыта вычисления спиновых эффектов в рождении векторных мезонов, оно представляется удобным для последующего описания рассеяния на дейтроне как системы со спином 1. Если в физике высоких энергий техника светового конуса обычно используется для выделения ведущего вклада в разложение амплитуды по обратным степеням энергий, то в данной работе все расчеты проводятся точно с удержанием всех членов в спиральных амплитудах.
Основы квантово-механической теории механизма спиновой фильтрации в накопительных кольцах
Подтверждение данной энергетической зависимости в эксперименте привело бы к убедительному доказательству доминирования спиновой фильтрации в ядерном взаимодействии и пренебрежения электронного вклада. Эксперимент FILTEX является важным доказательством механизма спиновой фильтрации. Если электроны не вносят вклад в поляризацию антипротонов, то механизм спиновой фильтрации антипротонов будет зависеть от спин-зависимых антипротон-протонных и антипротон-дейтронных взаимодействий. В эксперименте, проводимом коллаборацией PAX на ускорительном комплексе COSY в исследовательском центре Юлих, г. Юлих, Германия, было получено следующее значение величины а\ [83]: "їехр = -23,4 ± 3,9 (стат.) ±1,9 (сист.) мбн, (3.56) при значении кинетической энергии протонов Т = 49,ЗМэВ и угла аксептанса 9асс = 6,15мрад.
С учетом рисунка 3.3 а) наш расчет дает теоретическое предсказание сечения а\ = -28,1975 мбн и а\ = -15,1307 мбн. В работе [84] также было сделано теоретическое предсказание сечения «ті с учетом экспериментальных данных базы SAID а\ = -26,9 мбн, которое идеально согласуется с экспериментальным значением в пределах погрешности измерений. Кроме того, как было указано ранее, нами сделано теоретическое предсказание сечения (3.53) а\ = -85,6 мбн, которое согласуется с экспериментальным значением, полученным в эксперименте FILTEX на TSR-кольце в институте ядерной физики общества Макса Планка (г. Гайдельберг, Германия) при значении кинетической энергии Т = 23МэВ и угла аксептанса 9асс = 4,4мрад. Данные согласия с экспериментами подтверждают механизм спиновой фильтрации за счет ядерного взаимодействия.
Вопрос о изотопической зависимости piV–взаимодействия остается открытым. Не исключено, что сечения фильтрации на поляризованных нейтронах выше, чем на протонах. В связи с этим разным авторам проведены модельные расчеты сечения спиновой фильтрации. Так в работах Ю.Н. Узикова и Й. Хайденбауера [85-87] был проведен анализ упругого антипротон-дейтронного рассеяния и получены полные спин-зависимые сечения антипротон-дейтронного рассеяния с использованием амплитуд нуклон-нуклонного рассеяния (Юлихов-ская модель). Вывод диссертации об исчезновении вклада атомарных поляризованных электронов в полной мере относится и к дейтериевым и гелиевым мишеням. В приложении Г мы приведем формализм расчета амплитуды упругого рассеяния вперед поляризованного антипротона на поляризованном дейтроне. 3.8. Заключение
Нами было представлено квантово-механическое эволюционное уравнение для спиновой матрицы плотности накопленного пучка, взаимодействующего с поляризованной внутренней мишенью [1,2]. В уравнении были учтены эффекты рассеяния внутри пучка. Неотъемлемой частью описания является прецессия спина в псевдомагнитном поле поляризованных атомов PIT-мишени. Применяя полученное эволюционное уравнение в теории механизма спиновой фильтрации, показано, что прецессионные эффекты исключаются при усреднении, а формализм спиновой матрицы плотности и кинетический формализм Мильштейна-Страховенко перетекают друг в друга.
Придерживаясь заключений Майера, необходимо учитывать вклад CNI-интерференции в спин-зависимое рассеяние внутри пучка, которое оказывает существенное влияние на сечение поляризации. Существует единое мнение теоретиков из Института Будкера и Исследовательского центра Юлих (г. Юлих, Германия) насчет сокращений вклада электронов мишени при прохождении пучка и вклада, обусловленного рассеянием внутри пучка. Обе группы исследователей убеждены, что поправки на рассеяние с переворотом спина внутри пучка для поляризационного сечения (3.38) ничтожно малы. Присутствует лишь некоторое разногласие между повторно проанализированным результатом FILTEX, ар = 72,5±5,8мбн и теоретическим ожиданием аР « 86мбн.
Для дальнейшего осуществления PAX-предложения [67] не существует экспериментальной базы, способствующей прогнозированию увеличения поляризации в накопленном антипротонном пучке. Необходимо оптимизировать механизм спиновой фильтрации, используя антипротоны в других исследовательских центрах, например в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN), в Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми (Fermilab). Несколько феноменологических моделей антипротон-протонного взаимодействия были разработаны для объяснения экспериментальных данных LEAR [88-93]. В то время как вещественная часть рр–потенциала может быть получена из нуклон-нуклонного потенциала мезонного обмена при помощи правила отбора по G-четности, все еще отсутствует полное теоретико-полевое описание анти-эрмитового аннигиляционного потенциала. На сегодняшний день не существует полной экспериментальной базы данных, из которой можно было бы извлечь наблюдаемые, характеризующие спин-зависимую часть рр–взаимодействия, необходимые для теоретического расчета ті)2 [94]. Тем не менее, ожидаемые результаты от первой генерационной модели спин-зависимого рр–взаимодействия вдохновляют [95]. Предполагается, что с использованием механизма спиновой фильтрации для двух времен существования пучка в специально разработанном антипротонном кольце с большим аксептансом (поляризатор APR) поляризация пучка антипротонов может достигать 15-25 %.
Нами предсказаны поведения сечений af и erf в зависимости от кинетической энергии в диапазоне Т = 20-=-800 МэВ и углов аксептанса. Сделано теоретическое предсказание сечения erf = -15,1307мбн и сечения а\ = - 28,1975 мбн, которое согласуется с экспериментальным значением, полученным коллаборацией PAX на ускорительном комплексе COSY в исследовательском центре Юлих (г. Юлих, Германия) при значении кинетической энергии Т = 49, 3 МэВ и угла аксептанса 9асс = 6,15 мрад. Также сделано теоретическое предсказание сечения а\ = -85,6 мбн, которое согласуется с экспериментальным значением, полученным в эксперименте FILTEX на TSR-кольце в институте ядерной физики общества Макса Планка (г. Гайдельберг, Германия) при значении кинетической энергии Т = 23 МэВ и угла аксептанса васс = 4,4 мрад. Данные согласия с экспериментами подтверждают механизм спиновой фильтрации за счет ядерного взаимодействия.
Результаты данной главы можно использовать в будущих экспериментах по получению поляризованных пучков антипротонов в ускорительном комплексе FAIR и экспериментах по рассеянию поляризованных антипротонов на газовых мишенях с поляризованными протонами и дейтронами, которые кардинально улучшат базу экспериментальных данных по спиновым эффектам в антипротон-дейтронном рассеянии.
Матричные элементы плюсового компонента электромагнитного тока двухнук лонного фоковского состояния в переменных светового конуса
В данной главе получены следующие результаты:
1. Вначале мы рассматриваем традиционный подход, применяемый для описания электромагнитной структуры дейтрона. Показано общепринятое ковариантное разложение электромагнитной вершины дейтрона по трем ковариантным билинейным структурам. Коэффициенты перед упомянутыми структурами называются форм-факторами. Рассматривается плюсовый компонент электромагнитного тока дейтрона, и обосновывается его выбор в системе бесконечного импульса. Показано, как матричные элементы такого плюсового компонента выражаются через форм-факторы дейтрона. В таком традиционном подходе показано, как вычисляется релятивистская поправка к магнитному моменту дейтрона.
2. Далее, как было пояснено в главе 1, дейтрон аппроксимируется двухнуклонным фо ковским состоянием. Впервые проведен расчёт матричных элементов плюсового компонен та электромагнитного тока такого двухнуклонного фоковского состояния в релятивистском случае. Оценивается угловое условие Грач–Кондратюка. Полученные релятивистские выра жения для матричных элементов электромагнитного тока и дальнейший анализ углового условия имеют целый ряд теоретических преимуществ по сравнению с нерелятивистскими выражениями: качественно пояснено, какие сделаны приближения и как усовершенствовать традиционно используемый математический аппарат; дейтрон описывается двумя инвариантными вершинными функциями, и вершины перехода дейтрона в протон-нейтронную свободную пару записываются лоренц-инвариантным образом, с требованием, чтобы в системе покоя дейтрона спин двухнуклонного фоковского состояния совпадал со спином дейтрона; учтен релятивистский подход к описанию двухнуклонного фоковского состояния, основанный на пространственно-временной картине рассеяния, в котором все процессы происходят упорядоченно в пространстве-времени; матричные элементы электромагнитного тока двухнуклонного фоковского состояния выражены через электромагнитные форм-факторы двухнуклонного фоковского состояния на массовой поверхности.
3. Для зарядового, квадрупольного и магнитного форм-факторов мы используем аппроксимацию формулами, выраженными через матричные элементы плюсового компонента электромагнитного тока двухнуклонного фоковского состояния, и приводим сравнение с экспериментальными данными. Данное сравнение показывает, что наблюдается хорошее согласие с экспериментом.
4. Приводятся точные соотношения между форм-факторами и матричными элементами плюсового компонента электромагнитного тока двухнуклонного фоковского состояния. Оценивается угловое условие для подынтегральных матричных элементов электромагнитного тока двухнуклонного фоковского состояния. Используемый нами подход позволил получить релятивистские выражения для электромагнитных форм-факторов двухнуклонного фоков-ского состояния.
5. С использованием полученного магнитного форм-фактора двухнуклонного фоковского состояния вычисляется релятивистская поправка к магнитному моменту такого двухнук-лонного состояния. Показано, что в нашем формализме различие между теоретическим и экспериментальным значениями магнитного момента уменьшается в несколько раз.
Дейтрон всегда привлекал внимание ученых и был главным объектом исследования ядерной физики. Тем не менее, дейтрон и на сегодняшний день остается главным источником информации при изучении релятивистских спиновых эффектов в iViV-взаимодействии, так как существует множество экспериментальных данных для процессов с участием дейтрона, не удающихся описать в рамках привычного нерелятивистского рассмотрения. В диссертационной работе автором показано, что описание дейтрона как двухнуклонного фоковского состояния хорошо объясняет различные релятивистские эффекты, связанные с наличием высокоимпульсного компонента в дейтроне.
Основные результаты диссертационной работы могут быть сформулированы следующим образом:
1. Построена и проанализирована релятивистская вершинная волновая функция дейтро на в высокоэнергетических реакциях; построена спиновая вершина перехода дейтрона в протон-нейтронную пару в диаграмматике Фейнмана, правильно учитывающая структуры, отвечающие протон-нейтронной системе в S- и Д-волновых состояниях.
Установлено, что при описании дейтрона в виде суперпозиций фоковских состояний с разными инвариантными массами двухнуклонной системы продольный 4-вектор поляризации такой двухнуклонной системы в релятивистской теории неизбежно зависит от инвариантной массы протон-нейтронной пары М2 = (i, зависящей от конусной доли импульса дейтрона z =pi+/P+, которую несет один из нуклонов, и относительного поперечного импульса к.
2. Впервые представлен технический аппарат для описания упругого рассеяния поляри зованного нуклона на поляризованном дейтроне в формализме светового конуса в области высоких и промежуточных энергий.
