Феноменологическая квантово-полевая модель каонного водорода

• Автор: Иванова, Виолетта Андреевна
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 108 с.

ГЛАВА 1. ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКОЕ КВАНТОВО - ПОЛЕВОЕ ОПИСАНИЕ КАОННОГО ВОДОРОДА
1 1 Волновая функция каонного водорода в представлении чисел заполнения
1 2 СДВИГ И ШИРИНА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО УРОВНЯ КАОННОГО ВОДОРОДА В ОСНОВНОМ СОСІОЯНИИ ОБЩАЯ
ФОРМУЛА
13 НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ TFOPEMA Ug + Зй = 0
14 Феноменологическая динамика сильных низкоэнергетических KN взаимодействии
15 S - волновая амплитуда К р рассеяния вблизи порога
16 S - ВОЛНОВАЯ амплитуда К П рассеяния вблизи порога
1.7. Правило сумм
1 8 Сдвиг И ШИРИНА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО УРОВНЯ ОСНОВНОГО СОСТОЯНИЯ КАОННОГО ВОДОРОДА
19 Сечениянизкоэнергетическотонгупругогоиупруіого К р рассеяния
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2. ПОПРАВКИ К СДВИГУ И ШИРИНЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО УРОВНЯ ОСНОВНОГО СОСТОЯНИЯ КАОННОГО ВОДОРОДА
2 1 Поправка к сдвигу и ширине энергетическог о уровня основної о состояния каонного
ВОДОРОДА ЗА C4FT ВЗАИМОДЕЙСТВИИ, НАРУШАЮЩИХ ИЗОСПИНОВУЮ ИНВАРИАНТНОСТЬ
2 2 СДВИ1 ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО УРОВНЯ ОСНОВНОГО СОСТОЯНИЯ KAOHHOIО ВОДОРОДА, ИНДУЦИРОВАННЫИ
НЕУПРУГИМИ КАНАЛАМИ К"р -> Yn
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. Сгйу1)(0) - ЧЛЕН АМПЛИТУДЫ УПРУГОГО KN РАССЕЯНИЯ
3 1. Определение СГ^г1 » -ЧЛЕНА
3 2 Низкоэнергетическая теорема мяікихкАонов для амплитуды упругого К р рассеяния
3.3. Поправка к сдвигу энергетического уровня основного состояния каонного водорода за счет
СУ - члена
3 4 Оценка величины (0). члена из экспериментальных данных по сдвигу
ЭНЕР1ETHHFCKOTO УРОВНЯ основного состояния каонного водорода
Выводы . . . ... .. . „71
ГЛАВА 4. СДВИГ И ШИРИНА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО УРОВНЯ ВОЗБУЖДЕННОГО пр СОСТОЯНИЯ КАОННОГО ВОДОРОДА
4 1. Сдвиг И ШИРИНА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО УРОВНЯ ВОЗБУЖДЕННОГО YÜ СОСТОЯНИЯ КАОННОГО ВОДОРОДА
Общие формулы
4 2. ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ КВАНТОВО - ПОЛЕВАЯ МОДЕЛЬ СИЛЬНО! О НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО К р
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В Р-СОСТОЯНИИ
4 3 Р -ВОЛНОВЫЕ ДЛИНЫ УПРУГОГО К р РАССЕЯНИЯ
4 4 НИЗКОЭНЕРПНИЧЕСКАЯ ТЕОРЕМА МЯГКИХ КАОНОВ ДЛЯ АМПЛИТУДЫ УПРУІ ОГО К р РАССЕЯНИЯ И
УПРУГОГО Р-ВОЛНОВОГО ФОНА
4 5 Р-ВОЛНОВЫЕ ДЛИНЫ +Яу2Р УПРУГОЮ К р РАССЕЯНИЯ И СДВИГ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
уровня возбужденного пр СОСТОЯНИЯ КАОННОГО ВОДОРОДА
4 6 Р -ВОЛНОВЫЕ ДЛИНЫ РАССЕЯНИЯ 2(2^ + аП НЕУПРУГИХ КАНАЛОВ К~ р —> YK

4.7. Р-ВОЛНОВЫЕ ДЛИНЫ РАССЕЯНИЯ 2аз/2 + аМ2 НЕУПРУГОГО КАНАЛА К р —> И + 7Г
4 8 Р-ВОЛНОВЫЕ ДЛИНЫ РАССЕЯНИЯ 2аз/2 + С1у£ НЕУПРУГОГО КАНАЛА К /7 —> Е Я +
£0^0 ^0^0 __ о
% 4.9. Р-волновые длины рассеяния 2а3/2 +а |/2 НЕУПРУГОГО КАНАЛА К Я
дО^О дО^О 0
4 10 Р-ВОЛНОВЫЕ ДЛИНЫ РАССЕЯНИЯ 2дз/2 + аи2 НЕУПРУГОГО канала К р —> А Я
4 11 Ширина энергетического уровня возбужденного пр сосюяниякаонного водорода
Выводы
ГЛАВА 5. РАДИАЦИОННЫЕ ПЕРЕХОДЫ Пр —» 15 + у В КАОННЫХ АТОМАХ, ИНДУЦИРОВАННЫЕ СИЛЬНЫМИ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯМИ
5 1. Радиационные пр—> + у переходы в каонном водороде
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Адронные атомы - это атомоподобные системы, в которых электроны замещены отрицательно заряженными адронами, такими как (71 , К ) - мезоны, ) - гипероны и р - антипротоны. Отрицательно заряженные адроны взаимодействуют с ядрами за счет кулоновского притяжения и образуют системы во многом подобные обычным атомам и молекулам. Простейшими системами такого типа являются адронные атомы водорода и дейтерия.
Несмотря на то, что п~ - и К - мезоны и I" - гипероны имеют достаточно малые времена жизни гп =2,60x10'8 сек, тк =1,24x10 сек и
гх =1,48x10"' 0 сек [1] , которые обусловлены слабыми взаимодействиями,
этих временных интервалов оказывается вполне достаточно для детального экспериментального изучения свойств адронных атомов.
Адронные атомы и молекулы находят много применений - от катализа ядерных реакций до исследования распределения электрического заряда и ядерной материи в ядрах. Они могут быть так же использованы и для точных измерений фундаментальных постоянных и как меченые атомы для моделирования химических реакций с участием атомарного водорода. Подобные исследования привели к развитию мощных методов изучения:
- размеров, формы и строения поверхности ядер,
- быстрых химических реакций с участием атомарного водорода,
- измерений с высокой точностью таких характеристик элементарных частиц как масса и магнитный момент [2].
Одно из основных приложений адронных атомов в ядерной физике и физике элементарных частиц - это изучение сильных низкоэнергетических взаимодействий адронов путем измерения сдвигов и ширин энергетических уровней основных состояний адронных атомов, индуцированных сильными низкоэнергетическими взаимодействиями [4-6].
- e„ +/^ = 421,13f0K p(0) = (-325 + /248)эВ. (2.1.6)
Этот результат не согласуется с экспериментальными данными Коллаборации DEAR [4 - 6] (см. (1.1)), но находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными Коллаборации КЕК [52] (см. (2.1.1).
Следует отметить, что в настоящее время экспериментальные данные Коллаборации КЕК считаются менее достоверными, чем экспериментальные данные Коллаборации DEAR. Как было подчеркнуто к докладе профессора Г ассера (Gasser) [53]: “... the theory of К p scattering leaves many questions open. More précisé data will reveal whether présent techniques are able to describe the complicated situation properly. ”
Это означает, что в настоящее время теоретики возлагают большие надежды на экспериментальные данные, которые будут получены в новой серии экспериментов, планируемых Коллаборациями DEAR и S1DDHARTA [6].
Как было показано в работе [24], в нашем подходе к описанию сдвигов и ширин адронных атомов, можно последовать гипотезе Далица (Dalitz) и Туана
(Tuan) и, используя S - волновую амплитуду упругого К р рассеяния на пороге, получить результат (2.1.5). Иными словами, результат работы [51] не является привилегией подхода, развиваемого только в этой работе, а представляет собой динамическую гипотезу, которая может быть реализована в любом квантово
- механическом или квантово - полевом описании упругого К р рассеяния вблизи порога. Последнее слово в этой дискуссии за экспериментом Коллаборации DEAR/SIDDHARTA в 2006-ом году.
В нашей феноменологической квантово - полевой модели каонного водорода важным вкладом от взаимодействий, нарушающих изотопическую инвариV О
антность, является вклад надпорогового состояния К п, то есть неупругого ка-нала К р -У К°п с парой К°п на массовой поверхности [41].