Реакция квазиупругого выбивания мезонов из нуклонов и атомных ядер электронами высоких энергий

Для изучения структуры нуклонов широко используется известная реакция фоторождения мезонов. В основе этого процесса лежит поглощение реального фотона мезоном, связанным в нуклоне (свободный мезон поглотить фотон не может). На формальном языке фоторождение мезонов описывается суммой нескольких сравнимых по важности диаграмм Фейнмана, что сильно усложняет анализ такой реакции.

Проф. В.Г. Неудачин с сотрудниками предложил новый тип эксперимента - квазиупругое (“квазисвободное") выбивание мезонов из нуклонов электронами высоких энергий (несколько ГэВ). Это процесс, в котором энергия связи и виртуальный импульс мезона в нуклоне много меньше энергии и импульса выбитого мезона. Если при этом квадрат массы виртуального фотона, поглощаемого мезоном, достаточно велик q² ~ 2 ГэВ (для реального фотона q² = 0), то основной вклад в процесс вносит единственная полюсная диаграмма [1], Именно это позволяет по результатам экспериментов на совпадение непосредственно определять импульсное распределение (ИР) мезонов в нуклоне (т.е. квадрат волновой функции для данного канала виртуального распада). Таким путем из данных реакции р(е,е'р)n при энергиях выбитых пионов 1 ГэВ было извлечено ИР пионов в канале N → N+p.

Далее, на основе известной модели скалярной кварк-антикварковой флуктуации КХД вакуума создана единая микроскопическая теория таких процессов [2,3], объединяющая имеющиеся данные и делающая широкие предсказания для ИР в каналах N → B+p, N → У + К, N → B + c. Здесь мезоны рассматриваются, как составные частицы q q .

Показано, что по виду ИР пионов и спектру возбуждения конечного ядра в реакции электророждения заряженных пионов на атомных ядрах можно решить актуальный вопрос о существовании пионного конденсата в ядрах [4]. В случае пионного конденсата волновая функция пиона описывается, грубо говоря, плоской волной, не связанной с отдельными нуклонами.

Литература:

1. В.Г. Неудачин, Л.Л. Свиридова, Н.П. Юдин. Квазиупругое выбивание пионов из нуклонов электронами высоких энергий в эксклюзивном эксперименте как метод исследования пионной структуры нуклона. ЯФ 60, 2020 (1997); О зондировании мезонной структуры нуклона с помощью эксклюзивных реакций квазиупругого выбивания пионов (е, е'π) при высоких энергиях. ЯФ 64, 1680 (2001)

2. V.G. Neudatchin, I.T. Obukhovsky, L.L. Sviridova, N.P. Yudin, Quasi-elastic knockout of pion and kaon from nucleons by high-energy electrons and quark microscopy of “soft” meson degrees of freedom in the nucleon. Nucl.Phys. A739, 124 (2004).

3. И.Т. Обуховский, В.Г. Неудачин, Л.Л. Свиридова, Н.П. Юдин, Кварковая

микроскопическая картина для векторных и псевдоскалярных мезонов в нуклоне и их квазиупругое выбивание электронами высоких энергий. ЯФ 68, 1292 (2005).

4. V.G. Neudatchin, L.L. Sviridova, N.P. Yudin, S.N. Yudin. Pionic degrees of freedom in atomic nuclei and quasielastic knockout of pions by high-energy electrons. Eur.Phys.J. A 24, 217 (2005).