Ненуклонные степени свободы в ядерных реакциях при промежуточных энергиях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

|Я 0 о 3 9-2

Сги'игт-Петербургский государственный уииперснтет

Ыа правах рукописи

РЕЗНИК Борис Льпопич

НЕНУКЛСННЫЕ СТЕПЕНИ СВОБОДЫ

В ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЯХ ПРИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЭНЕРГИЯХ

v

Специальность: 01. 04. 16 — физика ядра элементарных частиц

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора Физико-математических наук

Санкт-Петербург 1992

Работа вЕнгалиена на кафедре теоретической и ядерной физики Дальневосточного государственного университета

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор ГРИДНЕВ К. А. доктор физико-математических наук КАРМАНОВ В. А. доктор физико-математических наук КОПЕЛИОВИЧ Б. 3.

Ведущая организация:

Институт теоретической физики АН Украины, г. Киев

Защита состоится /^У)^: • на заседании Специализи-

рованного совета Д 003. 57. 14 по защите диссертаций на соискание ученой степснн доктора физико-математических наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034 г. Санкт-Петербург, Университетская набережная, 7/9.

С диссертацией можно ознакомиться п библиотеке Санкт-Петербургского университета.

Автореферат разослан « » .у^ОрУ^. . 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного совета

О. П. ЧУБИПСКИИ-НАДЕЖДИН

tm

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

'•'jinTY :льность темы. D последнее время ведутся интенсивные ис-

етациг--. ■ г

1с.до»1>|фя по поиску ненуклонных степеней свободы в атомных ядрах их возможных проявлений а ядерных реакция*. Актуальность этих 160т обусловлена стремлением понять природу ядерных сил на кварком уровне, изучить возможность существования "экзотических", не •пленных компонент ядерной волновой функции, глубже понять струк-ру адронов.

для решения этого комплекса задач»естественно использовать об-сть промежуточных энергии, когда в ядерных процессах одновремен-"задействованы" адронные степени свободы на разных уровнях - от ычных нуклонных до кварковых. В этом главное отличие физики про-жуточных энергий от ультрарелягияистской ядерной физики, изучаю-й процесса при больших переданных импульсах, когда основными вазичастицами" адропов и ядер являются токовые кварки и глюоны. и низких и промежуточных энергиях характер кварковых взаимодейс-кй меняется, и вместо лагранжианов КХД с кварк-глюонным взаимо-йствием более адекватным представляется использование эффектив-х кварковых лагранжианов, опясипг.»щих кнральный фазовый переход содержащих дальнодействующее мезоцное взаимодействие между квар-ш. скорее всего, именно эти мезояные пола генерируют сипы, свя-пзхадие нуклоны в ядрах, п проявляются на расстояниях, сравнимых размерами нуклона. На относительно малых нуклон-нуклонных рас-ояниях в силу тождественности кварков нуклоны теряют свою инди-дуальность, и мы имеем дело с виртуальными мультикварковыми стемами. Если состояния такой системы представить а виде супер-зиции бесцветных трехкваркових кластеров (нуклонов, Д-изобар, -резонансов и так далее), то можно говорить о существовании в pax яенуклонных барионных компонент и изучать их проявление в ерных процессах, 8 настоящее время исследуется также возможность блюдения резонансоподобных многокварковых объектов (дибарионов).

Нуклонная компонента доминирует в нормировке ядерной волновой ккции, но оказывается, что в определенных условиях малые примеси пуклонных компонент дают существенный вклад в характеристики блюдаемых процессов. При этом, чтобы получить новую надежную ин-рмадию о ненуклонных степенях свободы, необходимо последователь-

и о а корректно учитывать "нуклониый сектор.", то есть фермиевско движение нуклонов, взаимодействие частиц в конечном состоянии, ре лятивистские эффекты и другое. Актуальность последовательного опи сакия нуклонных взаимодействий в полном механизме реакций при про межуточных энергиях обусловлена недопустимостью упрощенного рассмотрения ядерной части задачи, особенно в тех областях, где вклад] ог и уклонит м иенуклонь-ых степеней свободы сравнимы между собой.

Цель работы состоит в создании и развитии связанного комплекс: теоретических моделей'и методов для описания взаимодействия части с ядрами в реакциях электрорасшепленяя и фрагментации дейтрона, глубоконсупругих кумулятивных процессов с возможно более полнит, учетом ядерных эффектов (релятивистского ферми-движения, взаимодействия в конечном состоянии (икс); проведении анализа имевшихся экспериментальных данных и предсказании новых экспериментов для исследования свойств неиуклонных компонент и кварковык распределений в ядрах.

Научна» новизна и практическая ценность, впервые наиболее полно исслсдоваии эффекты взаимодействия в конечном состоянии в реакции элсктрораскеплеиия чоляр-.понатшх и неиоляризоваывдх дейтронов на основе точного решения уравнения Вредингера для непрерывного спектра с реалистическим потенциалом однобозонного обмена, учитывает им обмен о, я, р, и, дз- мезонами. Предсказано влияние эффектов вкс на чувствительность к квадруполяризации дейтрона в этих реакциях. Новым моментом является рассмотрение влияния кварковой структура нуклонов в реакции ей —* е'пр. показано, что в достигнутых иа сегодняшний день кинематических областях вклад антисиммг-тризацин по кварковым переменным в инклюзивных спектрах не превышает Ю7., но будет увеличиваться с ростом переданного импульса, что нужно учитывать при акализе будущих экспериментов.

Новым является детальный анализ свойств шестикварковых систем, вероятностей их примесей в дейтроне, ширины распада Г в нуклон-нуклонный капал, лроведслшй на основе разработанного ранее методе сильной связи нуклопных (!Ш, ни") и шестикварковых каналов. Расчеты спектра масс и плотности уровней С яибарионов в широком интервале энергий и сопоставление с величиной Г показали, что отношение Г/0 г 1, то есть плотность уровней аелика и по порядку величины совпадает с их шириной.

этот факт стел основой для впервые разработанной концепции озможного проявлении дибарионных резонансов в упругом рр-рассея-ии и ядерных реакциях как флуктуации сечений их образования, ассчитаяные статистические характеристики - распределения сечений энергетические корреляционные функции - не противоречат имеюепе-уся эксперименту.

Проанализирован экспериментальный материал по реакциям фраг-ентации а—» л+, К+; Л-» р и образованию дилептонов 1+1~ в ярон-ядерных процессах. Впервые показано, что все эти процессы огут быть описаны с единых представлений о кварковых раслределе-иях в ядрах, в предположения, что основным источником ядерных вы-эконмпульсных компонент являются мультикварковые конфигурации.

Я целом результаты работы расширяют представления о механизмах дерных реакций при промежуточных энергиях, структуре многокварко-ых систем, динамике взаимодействия лептонов и адронов с многоква-ковыми системами. Результаты диссертации в плане их практического рименения могут быть использованы при построении кваркияой теории томных ядер, а также при планировании экспериментов в различных аучных центрах.

Для защиты выдвигаете» следующие основные результаты, злученные в диссертации;

1. Развит метод последовательного учета взаимодействия в коне-иом состоянии в рракцнн электрорасщепления дейтрона, когда эффек-1 ВКС выделятся на "фоне" плосковоляового приближения. на его :нове показано, что эти эффекты механизма реакции могут сушестве-ю превосходить вклад иенуклошшх компонент, качественно меняя введение поляризационных и неполяризационных характеристик проце-:а. Метод позволяет прогнозировать постановку эксперимента таким Зразом, чтобы отделить эффекты механизма реакции от эффектов груктури с цель» получения чистой информации о структурной функ-»я дейтрона в этом процессе.

2. Показано, что в применении к реакции е<Л —> е'пр релятиви-щия волновой функции дейтрона (ВФД) компенсирует "недостачу" вы-}Коимпульсной компоненты дейтрона в современных феноменологичес-IX потенциалах в области импульсов к < 1 ГэП/с. Для других расширенных реакций вклад релятивистского ферми-движения нуклонов чг шет объяснить расхождение теории н эксперимент?.

3. предложен метод учета кварховой структуры нуклонов в ре; ции электрораскеплении, включаяхций антнеммиетризаци» по квархо! переменным, выяснсно, что эффехты ангисимметриэации сушествены i больших относительных импульсах нуклонов (то есть, на относигел! малых расстояниях, в области перекрытия я^-хластеров), не дос1 жим|х ешс » современных экспериментах. Установлено, что эффе» мультикварковых (q6) конфигураций сравнимы с вкладом \;езонных с менных токов, релятивизации волновой функции дейтрона и други/v на основе анализа существующих экспериментальных данных делает заключение, что исследованные кинематические области не критичнь различным моделям экзотики, однозначной интерпретации здесь не поэтому трубуются новые эксперименты в других кинематических обл стях, достижимых в будущем на установке CEBAF (США, 1994 г.).

4. впервые выполнен последовательный анализ ширины распада дибариошшх шестикварковых состояний в НН-канал в рамках мето сильной связи нуклониых и шестикварковых каналов и установке верхняя оценка: Г s 40 МэВ,

5. На основе полученного для Г результата и анализа рассч; тайных спектров масс шестикварковых состояний, где среднее paccTi яиие между уровнями D оказалось порядка 20 Мэе (так что Г/D г : впервые сформулирована идея о фяУктУаДи01Ш°" картине проявлен] дибариоиных резонансов.

6. Развит статистический флуктуациокный подход к анализу да! ных рр-рассеяния и реакций с образованием двухяуклонных систея для упругого рр-рассеяния предсказываются статистические особо ности - флуктуации сечений, имеюцие такую же характерную энергет! ческую ширину, как я узкие особенности, наблюдаемые в спектрах э^ фективных масс ряда реакций, эти особенности в спектрах эффекти» них масс рр- и пр~,систем в адрсн-адронных реакциях » полис vior j быть следствием флуктуации эффективных сечений н являются указа и», ем на существование широкой области перекрываяжихся дибарионнь состояний с характерной шириной Г s 10 - îb МЭВ.

7. Сформулирована модель ядерных высокоимпульсных компонент которые связываются с мультикварковыми конфигурациями в ядрах. И ее основе рассмотрен ряд процессов, дающих прямую информацию кварковых распределениях ядер, и показано, что предложенная модел является довольно экономных способом описания с единых позицп

:ахщ;й кумулятивного рождения мазонов, фрагментации дейтрона, !аэнупругих процессов, что так:ке распространяется на глубоко ^упругие к упругие реакции с большой передачей импульса.

я. ?азработС1шай подход ц соотзетствуюций анализ эксперимента [цз'лгет на возможность неполного размораживания ипгтопих степе-¡Í свободы в процесса* с игст!1кпарк0ш.гчи системами п хластерчза-гэ кварков флуктона п цветовые дикварки. Дальнейший поисх прояв-:нин скрытого цвета во флухтонах как многокварковнх системах оп-¡дедяет новые интересные направлений в ядерных процессах при юмежуточтм энергиях.

Апробация дчссертации и публикации. Результаты диссертации югократ::э докладывались на семинарах Лаборатории теоретической 13ики и Лаборатории sucokkx энергий омяи, на кафедре теоретнчес-

и ядерной физики Дальневосточного государственного унизерсите-i и конференциях: международных семинарах по проблемах физики üj-1КИХ энергий (Дубна, 1986, 1938, 1910 гг.), III Международном '.мпозиунг по пион-нуклоиньм и кухлон-нукдонньч ззаимолействиям 'атчина, 1939 г.), Всесоюзной конференции по теории систем неско-,кнх частиц с сильным чзаимодейетвием (Ленинград, 1983 г.), IX ¡ропейскоЛ конференции по проблеме нескольких тел в физике (Тонки, 1934 г.), рабочем совещания по предельной фрагментация ядер !ТЭФ, 193S), XV междупарадкой конференции по проблеме нескольких !Л в физике (Ванкувер, Канада, 1989 г.), международной школе го верной физике (Голетчице. Болгария, 1939 г.), рабочем семинаре !ГУ - МГУ (Владивосток, 1989 г.), Международном рабочем совещании i структуре дейтрона (Дубна, 1991 г.), Международной школе - се-шаре по проблемам релятивистской ядерной динамики (Владивосток, >91 г.).

По теме диссертации опубликовано 23 раГютн я советской н ispv-:жной печати.

структура диссертации. Диссертации состоит из введения, гаести taз основного содержания, заключении и приложения. объем диссер-щии - 260 страниц машинописного текста, 5? рисунков, 6 таблиц. |(5лиографичесхин список литератур» содержит 269 названий.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЦ .

по »аслсиггя обосноз&иа актуальность темы диссертаций, с<:орм; лиро!1«!!» цель работы, кратко изложено содержание диссертация,

и ьйрьсн главе изучается роль эффектен взаимодействия в копе» ном состоянии з реакции электрорасшзялсккя дейтрона. С зтой цель решается ураьлснис Вредингсра длг непрерывного спектра с реалисти ским парижским «Н-пстекциалом. Разработанный для учета ВХС форма лизм чозволяет выделить эффекты искажения на "фоке" шюсковояново го приближении (РЗД). так что вкр&зкенне для структурной функвд определясигй эксклюзивное <г - и ияклшивиос <га-сечения реак цик злектрорасщеплегшя, имеет вид,'

\ - «и^-д К„/♦ к;,/ ♦ а.*»;;;.,« >).

1 *

где и , - проекции спина наклонной системы в начальном и копе чном состоянии, а выражение для адронного тоха

соответствует представлению волновой функции |Г> относительном движения кн-систека о конечно»! состоянии в виде |1> = |РУ>+|0№>.

Результата расчетов в конкретных кинематических условиях сакл< в сл&ка показаны на рис. 1 и 2. видно, что эффекты вкс суиествснж влияют на поведение сечений, что необходимо учитывать при получении из эксперимента информации о дейгронной экзотике.

Для сравнения в этой же главе (п.1.5) рассматривайте* зффекть релятивизации ЕФД в тех же самих кинематических условия*. Получснъ «ырпхениг для и с - сечении с учетом релятивистских свойств

вфд. Наглядно роль эффектов релятивизации можно рассмотреть на примере отношения

крел. = '

где К - импульс пуклоиа-спектатора, а аргумент релятивизованной вфд и дол» импульса нуклона в системе бесконечного импульса хр определенным образом выргжиотся через "наблюдаемые* кинематические переменные.

юо 5оз гоо »» к«, ИэВ/с

»59 150 350 <51 550 к„ ЫзИ/а

гке. 1. Сечение реакции электрорасвдплеппя дейтрона. Пунктирная кривая - расчет в плзехоаслповом приближении, сплошная - учет вхс.

• ^г.ю

■СУ

\\ г > — ОСО Ц»ПД

• Ч'* ,

со " 1г<Г~^Т£о . гоо

РЯС. 2. Структурная фунхцяя Р(ч,у). ссперимшталькые точки и кривые 3 - учет ВХС в потенциале рейда; - плосковолногое приближение, 2 - ВКС с парижским потенциалом.

о

результат приведен на рис. 2. Здесь ке для сравнения приведено отиоигпне

4

R

3

2

t

О

О ÍOO 200 300 400 600 к„ ЫэВ/с

гас. 3.Относительная роль структур;;:« гффгктов и эффектов механизма в реакции ed е'пр.

видно, что эффекты релятивизации сравнимы с другими известка« эффектами структуры - вкладом мс зонных обменных токов, Д-кзо5арвш возбуэдекий. которые в этих кинематических областях дают поправки к иерелятивистсккм расчетам на уровне 20 - 40%. С другой стороны, для корректной оценки эф{;гктов, связанных с проявлением кенуклеш-!шх степеней «оболы, необходим точный учет икс.

Во второй гласе диссертации проводите« аналогичный анализ реакции электрорасаеплеки.т поляризоввшшх дейтронов. Как известно, поляризационные характеристики чувствительны к деталям ядерной структуры, поэтому на планируемые и проводдааге с поляризованными дейтронами эксперименты возлагался большие надежды » плане изучения ненуклоньых степеней свободы.

тензорная анализирушая способность Т в инклюзивных и эхе-

Р К С /<?

БКС. 3 ' 3

озивных процессах определяется соответствующими сечениями сг2 «

го * л'

I ",<*>>

выражении для т! следует <г заменить и» сг ).

1го

1

/\ /

\ / V

\ / / \ / \ у » V X 1 ^ / г

Ч'' .—1... ..... . , - 500 И*В - о' - 6Г

600 к.. КоВ/а

»000

500 1000

к.. И»П/о

Рис. 4, Тензорная анализирующая способность Тго я эксклюзивной реакции электрорасщеплсния поляризовать« дейтронов, кривые 1 - РМ; г, з - рV? + вкс.

а.п. г.1 и 2.2 второй главы показывается, что тольхо при самых Устейших предположениях о механизме реакций, в частности, в пре-5режешм ВКС, получается обычное выражение, используемое . при 1лизе других реакций с участием поляризованных дейтроноп Сфраг-ггация, упругое Яр-рассеяние и другие)

т =

го

, 2-у^.о (к ) + р,(к ) _1.р (к >--г 0 " 3 2

ИГ РМ + РИЮ

Ро и рг - Б я Б- волны дейтрона. Если отказаться от 1бл>скения. то пиражеиие для Т значительно усложнится, и уже озможно получить ст')Л1. простуо аналитическуп формулу. пр«мс;1

одного из расчетов прквсдеи на рис. 4. Екдко, что учет вкс в одни кинематических условиях приводит к качественному изменению поведе ния Tjo, в других - эффекты вкс сильно подавлены, что необходим учитывать при прогнозировании эксперимента и его анализе.

с третьей главе начинается непосредственное исследование квар к оных степеней свободы в реакциях при промежуточных энергиях Основой для постановки проблемы являются результаты теоретической анализа раэличиых экспериментов, "тестирующих" высохоимнульсну) компоненту волновом функции дейтрона и показывающие, что она hi объясняется только релятивистским фермяевским движением нуклонов. Одннч: >13 возможных "источников" этой компоненты могут быть мульти-кварковие взаимодействия в ядрах, приползшие к появлению специфических многокварковыл орьсктоз - флуктонов.

Если переходить на хварк-партонное описание ядерных процессов, в качестве первого tuara необходимо учесть кварковуи структуру нуклонов, то есть эффекты антисимметризаци* по кварковым переменным. С этой цель» в п.з. ! волновая функция двух нуклонов как шестиквар-koi-oíí системы записывается в виде:

Ito = 5 i .^'(г)]; i = i -J]P , i е I, j е II,

"к 1 ist '

где А. - аитиекмметрнзатор по перестановкам кварков i и j из разных

зч-кластеров, а оператор перестановки Р - произведение прострзн-

- -

ствепнои, сплн-изоспиновои и цветорок частей: р « р -г -Р ;

i) ч i) 15

Ф - волновые, функции внутреннего движения кварков в нуклонах,

í (г) - волновая функция относительного движения кл&стеров, -нормировочный множитель.

Югда ьырахссппе для rosa л принимает вид

í f

J - -.A?— ■ í j" -ry-'M,

як К :¡ ! » ). L. г н I • 1 f I f v lf l,i ! J '

то есть, представляется с виде лнчсГшои комбинации "обычного" тока 6

и " Г ek '<f Iе'ЧГI" некоторой добавки за счет антигчмметри-1 f k-t '

б

занм! =■ Г 'ч <f 1й<СгГ'Г', ¡d>- .Соответственно, структурная

I г - i 1

функция дейтрона в инклюзивном процессе, исследованная в первой главе, принимает вид:

F(q.y) = F0(q.y) + FA(q.y).

где - скейлинговая функция "бесструктурных" нуклонов, a FA(q,y) - добавка за счет антисиммстризации. Численные расчеты, проведение г> третьей главе, показывают, что в достигнутых на сегодняшний зспь экспериментальных областях F дает попрвку до 10 - 15%, не 1ения скейлингового поведения f(y) = F(q,y) при q2—«я. качест->енио этот эффект можно объяснить тем, что кварковаи структура (ейтрона существенна лишь на малых расстояниях, а области перекры--ия Зч-кластеров, или при больших относительных импульсах нукло-¡ов з дейтроне, по-видимому, антисчмметризация будет существенна ipii больших jу| а 1 Гэв/с, и ее нужно учитывать наряду с другими >ффектами; релятивизацией вфд, мезоннымн обменными токами (мог) и фугими.

D этой же главе для качественных оценок роли мультихвэрколмх :омпсшонт на феноменологическом уровне в !>'. д вводится примесь /3 ¡естикпарковой конфигурации с квантовыми числами дейтрона, докали-юваиная в центральной области дейтрона в объеме кора ня-сил. По-гучены аналитические выражения и проведены расчеты эксклюзивных и ШК.ПЮЗивных спектров реакции ed —> е'пр с учетом этой примеси, «азывается, что примесь па уровне р2 =0.04 хорошо "имитирует" высокоимпульсную компоненту ВФД. Тем не менее, однозначные выводы ¡едать рано, так как есть и альтернативные возможности согласована теории и эксперимента: например, релятивизация ВФД, включение ! рассмотрение Л-возбуждений и другие. Для разделения этих зффек-ов требуются нопые эксперименты в других кинематических областях, юстижимих, по-видимому, в будущем на ускорителе электронов CEBAF.

четвертая глава посвящена детальному исследованию свойств гаес-икпарковых систем. Построенная модель предполагает, что система вух трехкварковых кластеров (например, дейтрон с радиусом г^ а г im или двухнукдонная система в NN-рассеянии) может, попадая в н.еи-ральнув область r„ 5 0. я фм, образовывать единую шестикварковув истому, в котором нуклоны теряют срою индивидуальность, гакое редста«.ч(М1кс о "размораживании" нуклонов на кварки приводит к необходимость тучч-ния таких свойств этих систем, как связь NN - 6q аналон, спектре» состояний ftq-систем, распалим свойств и лругих.

-и -

ь п.4.1 рассматривается постановка задачи, а в п.*.г формул руется мэдель связи пухлокного н иестикьаркового каналов в дву иуклосиы* системах, основанная на представлении волновой функции

виде

* « + * ., в Т с.».,

1п вх* /и а а

%

где * - волновая функция qs-cнcтeмы на "больших" расстоянк (внеганяя область г > г^), ♦ - волновая функция во внутренн (г < го) области, определяемая в ней гамильтонианом взаимодейств между кварками Но: -

Система уравнений, записанная для случая, когда q6-cиcтeмa м жет распадаться по двум каналам - НИ и НЫ*, а неупругий канал NN ИИ* закрыт, имеет вид:

Сх-(Е-Ех) = (г) + ¡аг-?г(г)-о* (г),

ьа <1г аг3

2гаг аг аг1

где.неизвестными функциями являются коэффициенты СЛ и функции с носительного движения продуктов распада и ря(г); я1, т^

приведенные массы в системах NN и КЫ*. соответственно! Е-2-Н с2 = Е-Н^-И^», Иж и и • - массы нуклона м нукяонного резонанса. 1 выписывая здесь точного вида функций о. (1 » 1,2), отметим, что

конкретных расчетах используется аппроксимация О » т» -8(г-г ;

'ал

Тогда, решая эту систему уравнений в области непрерывного спектр: можно в результате получить выражения для элементов Э-матрины, к( торые в дальнейшем (глава 5) используются при изучении либариокт резонансов в НИ-рассеянии.

в 11.4.3 решается задача количественного анализа зависимое-ширины распада Г дибариоиного состояния от основных величин, опр| деливших динамику взаимодействия кварков в многокпарковых сист( мах. Для определенности рассматривается распад диГхариона |ч®> квантовыми числам» дейтрона (Я=1, 1=0) в нуклон-нуклонный канал.

На основе сформулированных ранее представлений амплитуда перехода Т имеет вид:

Т,, « 5t..'<ft. а' Mi-t 'i> =

-io.<fl ai {v'-j wKJ+ }-9(r-ro> i»>-

lei,

Здесь Vй - потенциал однобозонного обмена, действующий во внешней области, т' , г" - цветовое и цвето-спиновос взаимодействия между кварками во внутренней области, f г - волновая функция относительного движения трехкварковык кластеров.

точные расчеты с учетом симметрийных сгойств ч'-системы показывают, что в Т дают вклад как бесцветные компоненты, так и компоненты со скрытым цветом, а окончательный результат для случая распада сферически симметричного дибариона имеет вид:

Т.г = Т*г * 7ы = <Ю/»Л).1.в.1в, « = Н, CS;

1а(г0.П,Л) = 4rr-j rs-JoCpr)->1(rr-va-dr ;

А = М0-2-Нщ, р* = Н^-Д-а + йЛМ^),

где rQ - динамический параметр, по порядку величины равный удвоенному радиусу нуклона rQ а и 4//Я (п - осцилляториый параметр), L™- цветовые спии-изоспкновые матричные элемент«: ь" - 10/9, t.cs = 560/27 (их расчет приведен в йксссртации).

Численные расчеты ширины Г в зависимости or радиуса взаимодействия и других входящих в расчетные формулы параметров показывают, что ширина Г ограничена срерху значением Г s 40 Мэв. Этот результат остается и для распада несферических дибарионов, когда а разложении q'-волновой функции по произведению ч'-кластеров будут ;одержаться компоненты с цветорадиальинми возбуждениями дибарио-10в, обеспечивающие их распад в NN-каиал под действием не только ^ветомагнитных, но и цветоэлектрическнх сил.

В п.4.4 на основе хромодшгамической HIT-bag модели кваркового лешха исследуется спектр возбужденных состояний шестикварковой :истемы, при этом учитываются все разрешенные принципом пауля конфигурации в энергетическом иятервале г.?. - 3.! Гэп, которые могут троявиться в нуьлон-пуклошюм канале, оказывается, что в некоторых

парциальных волнах, например, в Зр , среднее расстояние между уро пнями достигает величшш О с ю-20 шп, то есть, плотность уроьне; довольно веДчка. полученный результат носит общий характер: пр] использовании других модален мижст измениться положение отдельны; уровней, но плотность этих уровней не изменится, так как она определяется многообразием шестнкварковых состояний и величиной цвето-епшювого расщепления, которые являются моделыю независимыми.

в п.4.5 кратко рассмотрены существующие теоретические модел! дибарионов.

п пятой главе формулируется теоретический подход к анализ; эксперимента с целью получения информации о шсстикварковых состояниях, рассматривается влияние каналов распада q6-peзoнaнcoв па фазы НЯ-рассеяння и сечения упругих процессов. В п.5.1 проведен обзор многочисленных экспериментальных данных но широким и узким ре-зонансам. сделан рыбод о том, что в целом картина узких резонансе! остается пока довольно неустойчивой, пет четких взаимных подтверждений обнаружения резонансов в различных экспериментах.

в и.5.2 на основе формул главы 4 рассматривается влияние нескольких каналов распада шестикваркових резонансов на фазы ИН-рас-сеяния. В случае распада чб-сс•■;огния на два нуклона без учета неупругих каналов возникает специфический скачок в фазе, который не удавалось наблюдать экспериментально. Однако, при учете неупругогс НН*-канала поведение фазы качественно меняется, а именно, сглаживается, так что интерпретация резонанса становится затруднительной.

Далее исследуется вопрос, как проявили бы себя "изолированные" реэонансы в сечениях упругого рр-рассеяния. В предположении, что наблюдаемые в реакциях две особенности с параметрами М = 224С МЭВ. Г - 16 МэО = Зр ) и И = 2388 МэВ, Г = 60 МэВ ('р )

Л ? г 4

являются дибарионными резонансами, рассчитано полное сечение упругого рр-рассеяния с®^ и разности продольных сечений с параллельными н антипараллельными спинами протонов Лег

Лег * а - о - - 2я/Иг-ЯеГ Г (2Л4-1) • (И -I? ) *

*- > J

wyx слагаемых

R + И , а - J, JJ. J±1 nco «r

■де парциальная амплитуда "потенциального" рассеяния и -

>езонансная часть амплитуды, зависящая от полакомя резонанса Ид, оэфф;щиента упругости и полной ширкни Г:

НЙР = Ча'ехр(215й)-(1яаГ/(Нл-К-1Г/2)),

- полная энергия в системе центра масс.

Результаты расчетов яри«?де::м на рис. 5. Как видно, включение пух указанных вкгае узких резонансов в соотсетстпутете парциальные элтш при х з о. 15 практически не может быть замечено в ег"^ и; гхогерентлого сложения большого числа парциальных сечений. В Асг^ ри ха а О.15 включение резонансов приводит к характерным и весьма аметным особенностям при Е я И . "¡ако, если х з 0.05, то раешные особенности находится в пределах имеющихся экспериментальных отбох и пе противоречат экспериментальным данным.

1ря наличии резонанса cnmioi.uc парциальные амплитуды R состоят из

к

2Ь 2»

Е. <ГэВ)

Рис. 5. гас чет а и Лс tot г.

упругого рр- рассеяния.

Пунктирная крнезя - без учета дпбаряонных резонансов. сплошная - резонанса в 3F3~ (Н=2240 Мэа, Г=16 M32J) и 1G - (М=2390

4

мэв, Г-60 мэто полна*, х =0.1.

В п.5.3 после выполз о том, что весьма простая if привлекающая )гих исследователей картина существования изолированных дибарион-

них резонансов не нахо&иг убедительного экспериментального подтверждения, делается попытка понять имеюигшся экспериментальный материал на другой основе - идее о перекрывающихся дибарионных реэонан-сах. Дело в том, что среднее расстояние между уровнями в шестиквар-ковой системе, как Сило показано выше, меньше полной ширины qe-•состояяий. поэтому следует ожидать перехрывания дибарионных уровней, и как следствие - флуктуации эффективных сечений, в этом случае особенности снек.ра будут определяться конкретными условиями эксперимента, что ч наблюдается в действительности! положение и ширина пиков различны в различных экспериментах, кроме того, эти пики не км=шт резонансной брейз-вигнеровской формы. Таким образом, "спехтри" пиков долети иметь лишь некоторые общие статистические закономерности.

Проведенные в диссертации конкретные расчеты показали, что флуктуацаонная квр-шяа /¡е противоречит эксперименту по упругому рр-рассеяиию. Ожидать усиления флуктуаций следует в реакциях, где фон от прямых процессов относительно мал. Б качестве примера в этой главе рассматривается процесс, пр —» ррп", сечение которого имеет

ВИД:

йг/ан = йе /d« + acr /аи,

й г

где йол описывает прямые фоновые процессы, а der слагаемо« флуктуа^лонкого типа, которое с случае большого числа перекрывавшихся резонансоп записынаетск следующим образом:

dir 1

dM 4•3 (s)

Ле{Н) = Т -

rf

7 - Г/2

где у? - "парциальные" амплитуда, которые, содержат информация о процессе нерсзаряд.<и, обуачовакяк к распаде диоаркона, и пра сильном перекрывании ууовней мог у г считаться независимыми и стохастическими. Исполыук нркнеденные соотношснчя, можно сделать определенные прсдска)ания, хардктернус дчк статистической теории. На рис.6 приведено рягпр,-золешт Р(г) величины (М) - С Дсг^/йНУ/Н(М) и энергетическая корреляционная функция С(Е), определяемая соотношением

- 1В -

(v;p(K))2-c(E) = (VMH+m •«_.(!()) - СМИ))2.

ряяые рассчитаны по асимптотическим формулам, соответствующим слу-П T/D 2> 1:

Р(г.) я Pn(z) = n-(n2)"*Vr(n)-exp(-v.z).

С(Е) = n*1 • ( i+CE/Г)2)"1,

i! n - число каналов, то есть, число парцнзлышх поли, в которых »збуждаются дпСаряошшз резокансы.

Как зидпо, фяуктуаиисннзя картнт нг противоречит экспгрюсн-но дл'п дальнейшего изучения флуктуащгй необходимо увеличение ■атлетика о дроводю-ых эхсперямглтах, а таяяе исследований других юцессов с участием двухнухлошнис систем. В к.5.4 исследуются флv— yamni эффектзипых свчеидй «а основа подхода, учитывающего снлъяуэ язь между различии:« «аяялакс! реакция и условие унитарности S-триот, схазигаетея, что веяячшп -""'осителг.цо:! флуктуации ij для ноканадышх реакций упругого рассеяши убзвает кап i¡ a i/viтрГ, гда как дла многоканальных реакций a i на больвсм интерзале иенешгя рг. В этом смысле Ллуктугцлмшая модель зрихсона в ипзко-ергетической ядерной физике я динамическая модель связи ханалоз «зозат а одинаковым результатам.

рис. 6. гасг.редегенке P(z) н корреляционная функция C(F.).

шестая глава посвящена кварковым распределениям в ядрах природе ядерных ьысокоимпульсних компонент, в п.6.1 проводите обоснование нетрадиционных для ядерной физики представлений и моде лей для описания высокоимпульсных компонент. Предполагается, что и основным источником являются многокварковые взаимодействия в ядрах в п.6. 2 на основе метода сильной связи NN- и ч"-каналов проводят ся расчеты qe-npnwscn в основном состоянии дейтрона, получено выра жение для амплитуд Сд, которое в конечном итоге определяется цвет !шми, сшш-язссшпювыми и пространственными матричными элементами Рйссчитаиная вероятность для двух конфигураций - s6 м s4p2 - С2 Cj(b6) + С^(а4рг) оказывается величиной порядка нескольких прочен то,в, что согласуется с теоретическими оценками, полученными в дру гих подхода £ к пол ькалк:-:?. эксперимента.

в п. ь.г. постулирует«« квг;рковое распределение ядер

Ч4<*> = I k

где qk(s;> - хваркоме распределение в ядерных многокварковых системах. a í»J -аерокткост!, К-нукловной конфигурации в ядре с атомньв номером Д, х - масштабная переменная, явный вид которой задаете условиями экспериментг. npv этом в qt(x) должно учитываться ферм« евское движение нуклонов в икре.;

i

* /«

гяе Н^<у) - импульсной распределение нуклонов в ядре, а чк(й) ■ кварковое распределение я пумоне. s дальнейшем квг.рксг,.,г pacnpi-дг-лепя« для свободных нуклонов фгхсирдо ся а параметризуются пэ данным глубокочгоупругогу расесгпкя.

Далее и и.^.4 формулируются лпарк~парго;>ж,ие мсх&г:из:ли реахц-.г фрагментации нейтрала в кум/лчтчв::ых епрок-кдерных процесс«-!, пр."; водятся расчеты и сряпнслие с эксиеримекгом, ОГушил вывод захлкчает ся в то*.:, что пр« к г ; cor.wv.sc с дешзртмктом достиг;.e'rcti толм« при пелячекки дополнительно к рслятккистскому ф«рми-дг.ьж«1Нй «¡уклонов мгогоквгркояой компоненты дейтраиа.

в a.a.s рдссюитрнваетсч проблема ¡¡сетевой структуры флуктона. Анализ а сравнение с эксп-;<п-;мс:гг«м показывает, что эффективное число партонов во Флуктоис п » 4.7 < с. Этот результат можно ннтер-«ротировать как неполное размораживание цветовых степеней свобогл

-за кластеризация кварков флуктона в цветные дикварки. возможное оявлепиз октетных цветокомпонент флуктона открывает принципиально вые объекты исследования в традиционной ядерной физике.

В я.6.6 рассмотрен еще один пример - рождение дилептонннх нар. яезный тем, что из-за малости электромагнитного взаимодействия в иечйом состоянии можно получать "чистую" информацию о кварковом спределгнин сталкивающихся адронов и возможном образовании проме-гочиых экзотических адроннш систем, в ядро-ядерных взаимодейст-ях это хваря-глхюниая плазма при ультрарелятивистских столкноае-ях или сверхплотные нагретые коллективные состояния при промгжу-чзгих энергиях. Известно, что при высоких энергиях я больших мас-х дилептопсг: (На 3 - 4 Гэв/с3) рождекке дхпеитоноз описывается ханизмом Дрела-яна. При уменьшении инвариантной массы экстраполя-я предсказаний модели Дрела-яна приводит к сильному расхождению с спериментом, на один - два яорядка величины, п диссертации ана-зируются два возможных механизма Еыхояа дилептонов в адрон-ядер-х столглювгкиях при промежуточных энергиях <Е и ю Гзв): образо-пие дилептонов в результате распада промежуточных яекторкых мезо-в я эффект ядерного усиления за счет аннигиляции вторичных анти-арков, образованных в адрои-адрониых столкновениях, с "первичны" кварками ядра, существовавшими в ядрах до столкновения, сравне-е с экспериментом похазнзает, что первый механизм доминирует при омехсуточннх энергиях и массах дилептонов и s 1 гэв/ег. прогно-руется существование узких резонансных пиков от распада и- к ф -зоисв.

В заклочуттл с формулировав основные результаты я выгоды, иучешшз в диссертации.

Результаты диссертации опубликованы п следующих работая:

1. той A.A., доркин с.м., резник б. Л. Реакций электрораззала ктрояа и мяогокварковые конфигурации. - Изяестия вузов. Физика, 95, Т. 7, CC. 45-50.

а. гой A.A., Доркия с.м., каптарь л. П. Резник в. л., Титов А.и. £екты аестккварковах конфигураций а реакциях с дейтронами. -spmae реаяшга и кварковая структура ядер, двгу, Владивосток, 37, ее. 4-22.

3. Гой A.A., доркин С.М. , Резник Е.Л. О возможном проявления гтикварковой компоненты в реакции ed —> е'пр. - труды всесоюзной

когферс>;ц:н; по теории систем нескольких частиц с сильным взаимоде: стЕкеи, Ленинград, 1983, сс. 126-128.

4. гой а?а. , ?езник Б. л.. Титов а.И., умников а.о. эффгк-взаимодействия в конечном состояний в реакции злектрорасцеплеш Дейтрона,- ЯФ, 1990. т. 51, ВЫП. 5, СС. 1273-1280; Препрпдт о;ш P2-S9-3B5, Дубна, 1989, 10 С.

s. Бр&тковская 1.я. , roii А. А., дзрхкк C.U., Гезшгх п.л., ys h;ikob А.Ю. Инклюзивная реакция ed—> с' г-.р; з^Фгкты взаимодействие конечном состоянии, у-скейпннг и структура денгроаа. - известив t СССР. Серии физическая, 1990, т. 54, яып. 5, сс. 359-966.

6. Сратковская Е.Л., гой A. A., Рсзиш; Б. л., Титов д. и. Элект рорасшепленке поляризованных дейтронов к «заимодейетвлс в конечно СОСТОЯНИИ. - ЯФ. 1991, Т. 53, ВЫП. 4, СС. 934-941; ПреПрИНТ ОИЯЯ £2-90-524, Дубна, 1990, 9 С.

7. Brstkovekaya E.L., Tltov A.I., Goy A,A., Keznik B.L. Th Electrodisintegration of Polarized Deuteron and the Final Stat Interaction. - Relativistic Uuclear Physics and Quantum Chroraodyna mics, Singapore, 1991, pp. 344-347.

6. BrstkovsKaya E.L., Goy A.A, Reznik S.l., Titcv A.I, On th< Disintegration of Polarized Dcucerona In the Reaction ed—>е'пр.-Proceedings of the К International Seminar on High Energy Physic! ProbleiM. JINR, Eubna, 19S0, p. Si.

9. Братковежая Е.Л., Резник Б.Л., Титов А.И. О проявлении ква-рковой структуры нуклонов в реакции электрорасшепления дгйтронг. -СООбшемНЯ ОИЯИ, Р2-90-394, Дубна, 19S0, 9 с.

10. Лукьянов в.К. Резник Б. л., Титов А.и. о вероятности аести-кварковых конфигураций в дейтроне.- Препринт оияи. Р2-12754, Дубна, 1919, Ь С.

11. Бажанский Н.И., Лукьянов U.K., Резник Б.л., Титов а.И. С шнрине распада изолированных дибарионнык резонанспв.- сообщение ОИКИ, Р2-88-501. ДуЛна. 1988, 18с.

12. Доркия С.Ы. Гезнкх Б. Л., Титов А. И. Структура спектра шге-тикварковых состояний. - ЯФ, 1982, т. 36, сс. 1244-1257; Препринт ОИЯИ, F4-B1-79I, Дубна, 1981, 10 С.

13. BazfiansKij I.I., Luhyanov V.K. , Reznik B.L., Tltov A.I. On Fluctuations of Cross Sections of Oibarycn Resonances.- Phys. Lett., 1988, V. ВЛ07, No. 4, pp. 377-380. Препринт ОИЯИ, P2-87-5 10, Лубна, 1487, 4C

- ?.;> -

14. Еажанский и.И.. Лукьянов В.К., Резник Б.л., Титов А. И. О атистических флуктуациях а спектрах дибариопкых рсзонансов.-уды IX Международного семинара по проблемам физики высоких ергнй. ОИЯИ, D1, 2-88-652, т. 1, Дубна, 1938, сс. 358-365.

15. Bnnhanskij 1,1., Lukyanov V. К., RecniK B.L., Titov A.I. On 2 Width of Dibaryon States.- Proceedings on the XII International nference on Few Body Problems in Physics. Vancouver, Canada, 89, TRI-89-2, p.G45.

16. Бажаисккй и.и., каптарь л.П., Резник Б.Л., Титов А.И., Ум-ков а. Ю. кумулятивные, глубоконеупругие процессы и хварковая руктура ядер. - Труды VIII Международного семинара по проблемам зики высоких энергий, оняи, D1,2-86-668, т. 16, Дубна, 1?в7, сс. 8-325.

17. Бажанский и.и., резник б.Л., Титов А.н. связь каналов, итарность s-матрицы и флуктуации сечений. - сообщения оняи, -90-523, Дубна, 1990, 9 с. (Принято к печати в ЯФ, 1992).

10. Буров в.п., Лукьянов в.К., .Резник Е.Л., Титов А.И. Фдукту-яи ядерной плотности и рассеянна электрону большой энергии,-78, Т. 28, СС. 321-329.

19. Каптарь л.П. Резник в.л., Титов А..и. мкогокваркозые степе-свобсдм в кумулятивных адрон-пдернш реакциях. - яф. 19я5, т. 42,

. 777-785; Препринт СИЯН, Р2-84-600, Дубна, 19Я4, 9 С.

20. Каптарь Л.П., Лукьянов В.Х., Резник В.Л., Титов а.И. Умнн-в А. К>. О размораживании цвета во флуктояах,- Известия вузов, зика, 1989, т. 32, выя. 10, сс. 24-29! Сообяения ОНЯИ, Р2-В7-825, бна, 1987, 11 с.

21. гой а,а., Доркин С.м. Резник Й.'Л. Каптарь л.п., Титов а.и. природе высоко ¡импульсном компоненты дейтрона. - материалы IX Евро-йской конференции по проблеме нескольких тел в физике, Тбилиси,

84, СС. 129-130.

22. Kaptari L.P., LuKyanov V.K. , ReznikB.L., Tltov a.i. Di-ptons From Nuclei at Intermediate Energies. - Сообщении ОИЯИ, E2--543, Дубна, 1990. И С.

23. Kaptari L.P., LuMyanov V.K., RezniH B.L., Titov A.I. Dl-ptons from Nuclei at Intermediate Energies.- Relativists Nuclear ysics and Quantum Chromodynamics, Singapore, 1991, 354-365.