Библиотечный комплекс. Международный университет природы, общества и человека "Дубна"


Книга в формате djvu
Скачать DjVuPro.exe

Т. ЭРИКСОН, В.ВАЙЗЕ

 

Пионы и ядра

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие редактора перевода

Предисловие

Глава 1. Введение

    1.1. Составляющие атомного ядра

    1.2. Размер и структура пиона

      1.2.1. Формфактор пиона

      1.2.2. Роль ρ -мезона

      1.2.3. Чем выделен пион?

    1.3. Размер протона

Глава 2. Пион-ядерное взаимодействие

    2.1. Симметрии сильных взаимодействий

    2.2. Свободное пионное поле

    2.3. Связь пиона и нуклона

      2.3.1. Статическое пионное поле от точечного нуклонного источника

      2.3.2. Псевдоскалярная и псевдовекторная связь

    2.4. Пион-нуклонное рассеяние

      2.4.1. Переменные и амплитуды

      2.4.2. Эмпирические свойства пион-наклонного рассеяния

    2.5. Феноменологическая модель ρ -волнового πN-рассеяння

      2.5.1. ρ-волновые борновскне члены для статических нуклонов

      2.5.2. Δ(1232) -изобарная модель

      2.5.3. Релятивизованная изобарная модель

      2.5.4. Перекрестные борновские слагаемые и "радиус" πN-взанмодействия

    2.6. Низкоэнергетическое s-волновое πN-рассеяние.

      2.6.1. Феноменологический s-волновой гамильтониан

      2.6.2. Разложение s-волны у порога

      2.6.3. Модель обмена ρ-мезоном

    2.7. Резюме

Глава 3. Пионы и нуклон-нуклонное взаимодействие

    3.1. Введение

      3.1.1 Картина Юкавы

      3.1.2. Структура потенциала

      3.1.3. Характерные области нуклон-нуклонных взаимодействий

    3.2. Статическое взаимодействие однопионного обмена (ОПО)

      3.2.1. Потенциал ОПО

      3.2.2. Центральная и тензорная части потенциала ОПО

      3.2.3. Сравнение с магнитным диполь-дипольным взаимодействием

    3.3. Свойства потенциала ОПО

      3.3.1. Спин-изоспиновая структура потенциала ОПО

      3.3.2. Сила центрального потенциала ОПО

      3.3.3. Сила тензорного потенциала ОПО

      3.3.4. Представление статического потенциала ОПО в импульсном пространстве

      3.3.5. Роль δ-функции

      3.3.6. Обобщение ОПО на NΔ -систему

    3.4. Волновая функция дейтрона и наблюдаемые

      3.4.1. Дейтрон как объект исследования

      3.4.2. s- и d-волновые функции дейтрона

      3.4.3. Асимптотический вид дейтронных волновых функций

      3.4.4. Квадрупольный момент

      3.4.5. Наблюдаемые дейтрона

    3.5. Связанные уравнения для дейтрона и ОПО

    3.6. Свойства дейтрона и ОПО

    3.7. Детальное описание тензорных наблюдаемых дейтрона с помощью ОПО

      3.7.1. Формальное решение и функции Грина связанных уравнений

      3.7.2. Асимптотическое отношение d/s

      3.7.3. Квадрупольный момент

    3.8. Пионные борновские члены

      3.8.1. р-волновые объемы рассеяния

      3.8.2. Роль ОПО в высших нуклон-нуклонных парциальных волнах

    3.9. Взаимодействия однобозонного обмена

      3.9.1. Эффективные бозон-нуклонные лагранжианы

      3.9.2. Потенциалы ОБО

      3.9.3. Структура потенциалов со скалярным и векторным обменами

      3.9.4. Физическая интерпретация эффективных бозонов

      3.9.5. Обсуждение и сводка моделей ОБО

    3.10. Взаимодействие посредством двухпионного обмена

      3.10.1. Введение

      3.10.2. Конструирование потенциала обмена двумя пионами

      3.10.3. Распределение масс ππ

      3.10.4. Скаляр-изоскалярный обмен

      3.10.5. Вектор-изовекторный обмен

      3.10.6. Роль Δ (1232) в двухпионном обменном взаимодействии

      3.10.7. Парижский потенциал: пример дисперсионного одхода

      3.10.8. Изовекторный тензорный потенциал

    3.11. Мезоиный обмен и дисперсионные соотношения для рассеяния вперед

      3.11.1. Дисперсионное соотношение для потенциального рассеяния вперед

      3.11.2. Потенциальное рассеяние одинаковых частиц

      3.11.3. Амплитуда одиопионного обмена

      3.11.4. Дисперсионные соотношения для рассеяния вперед с ОПО

      3.11.5. Функция расхождения Δ (z)

      3.11.6. Пример: определение константы связи π0 NN

      3.11.7. Экспериментальное наблюдение обменов в NN-силах

      3.11.8. Сводка результатов о функции расхождения

    3.12. NN-потенциал, не сохраняющий четность

      3.12.1. Классификация связей НСЧ

      3.12.2. ОПО, не сохраняющий четность

      3.12.3. Экспериментальная информация о несохранении четности (ПО).

    3.13. Резюме

Глава 4. Взаимодействие пиона с двумя нуклонами

    4.1. Система пион—дейтрон

    4.2. Полное пион-дейтронное сечение и амплитуда рассеяния вперед

      4.2.1. Импульсное приближение

      4.2.2. Амплитуда πd-рассеяния вперед

      4.2.3. Поправки на движение нуклонов

      4.2.4. Поправки на двукратное рассеяние

      4.2.5. Вещественная часть πd-амплитуды рассеяния вперед

      4.2.6. Ограничения на дейтрон из πd-рассеяния (122).

    4.3. Нарушение зарядовой симметрии в πd-рассеянии

    4.4. Длина пион-дейтронного рассеяния

    4.5. Поглощение и рождение пиона

      4.5.1. Общее рассмотрение

      4.5.2. Система пион—дейтрон

      4.5.3. Экспериментальные данные и феноменология процесса πdNN (131).

    4.6. Элементарные модели процесса πNN ↔ NN

      4.6.1. Импульсное приближение

      4.6.2. Механизм s-волнового перерассеяния

      4.6.3. р-волновой механизм перерассеяния

      4.6.4. Недостатки модели перерассеяния

    4.7. Реакции NN → πNN

      4.7.1. Правила отбора

      4.7.2. Качественные динамические особенности

      4.7.3. Неупругости в нуклон-нуклонном рассеянии

    4.8. Трехтельный подход к системе πNN

      4.8.1. Схема трехтельной теории

      4.8.2. Приложение к системе пион-дейтрон

      4.8.3. Преимущества и недостаткитрехтельного подхода

Глава 5. Физика пиона в ядерной среде

    5.1. Оптические аналогии

    5.2. Классическое дипольное рассеяние в среде

      5.2.1. Рассеяние на одиночном диполе

      5.2.2. Рассеяние на системе диполей

      5.2.3. Поправка Лоренц—Лоренца: элементарный вывод

      5.2.4. Эффект Лоренц—Лоренца: метод парных корреляций

    5.3. Классическое s-волновое рассеяние в среде

      5.3.1. Основные уравнения рассеянния

      5.3.2. s-волновое эффективное поле

      5.3.3. Системы с двумя типами s-волновых рассеивателей

    5.4. Структура пиои-ядерного потенциала

      5.4.1. ρ-волновой пион-ядерный потенциал

      5.4.2. s-волновой пион-ядерный потенциал

      5.4.3. Схематический оптический потенциал

    5.5. Пионная оптика: коэффициент преломления и средняя длина свободного пробега

    5.6. Спектральные ветви пионной ядерной физики

    5.7. Взаимодействие пионов с ядерным ферми-газом

      5.7.1. Основные свойства ферми-газа

      5.7.2. Собственная энергия пиона

      5.7.3. ρ -волновая собственная энергия пиона в низшем порядке: нуклонные слагаемые

      5.7.4. ρ -волновая собственная энергия пиона в низшем порядке: Δ (1232) -слагаемые

      5.7.5. s-волновая собственная энергия пиона в низшем порядке

    5.8. Спин-изоспиновый звук в нейтронной материи: схематическая модель

    5.9. Ядерные спин-изоспиновые корреляции

      5.9.1. Основные типы спин-изоспиновых возбуждений

      5.9.2. Структура ядерного спин-изоспннового взаимодействия

      5.9.3. Феноменология короткодействующих спин-изоспиновых корреляций

      5.9.4. Связь с теорией ядерной ферми-жидкости

      5.9.5. Обобщенная поправка Лоренц—Лоренца

    5.10. Диамезонная функция и пионный отклик

    5.11. Статическая диамезониая функция и предкритические эффекты

    5.12. Пионная конденсация

      5.12.1. Ретроспектива

      5.12.2. Условия пионной конденсации

    5.13. Пионоподобные возбуждения в ядерной материи: резюме

Глава 6. Пионные атомы

    6.1. Образование и качественные особенности

    6.2. Пион в кулоновском потенциале

      6.2.1. Основное уравнение

      6.2.2. Энергии связанных состояний

      6.2.3. Волновые функции

      6.2.4. Определение массы пиона

      6.2.5. Тесты пионного уравнения Клейна—Гордона

      6.2.6. Поведение для больших Z

    6.3. Явления сильного взаимодействия

      6.3.1. Основные черты

      6.3.2. Связь сдвигов энергии за счет сильного взаимодействия с длинами рассеяния

      6.3.3. Эмпирические свойства сдвигов и ширин

      6.3.4. Оценки сдвигов уровней

      6.3.5. Эффект конечного размера ядра

      6.3.6. s-волновые сдвиги и длины рассеяния в легчайших ядрах

    6.4. Пион-ядерный оптический потенциал у порога

      6.4.1. Оптический потенциал в главном порядке

      6.4.2. Абсорбтивная часть оптического потенциала

      6.4.3. Кинематические поправки

      6.4.4. Полный оптический потенциал на пороге

    6.5. Параметры потенциала у порога

      6.5.1. Эмпирические величины

      6.5.2. Значимость феноменологических параметров

    6.6. Оптический потенциал и пион-ядерные связанные состояния

      6.6.1. Пленные состояния в бесконечной сферической потенциальной яме

      6.6.2. Решения для связанных состояний: физические ограничения и свойства

    6.7. Итоги

Глава 7. Пион-ядерное рассеяние и реакции

    7.1. Введение

    7.2. Упругое рассеяние при низких энергиях

      7.2.1. Борновское приближение

      7.2.2. Кинематический эффект: преобразование угла

      7.2.3. Оптический потенциал при низких энергиях

      7.2.4. Сечения реакций и оптический потенциал

    7.3. Феноменология упругого рассеяния в области резонанса Δ (1232)

      7.3.1. Полные сечения

      7.3.2. Угловые распределения при упругом рассеянии

      7.3.3. Парциальные амплитуды пион-ядерного рассеяния

      7.3.4. Дисперсионные соотношения для пион-ядерного рассеяния вперед

    7.4. Δ -дырочный подход

      7.4.1. Проявления Δ (1232) в ядрах

      7.4.2. Δ-дырочная модель

      7.4.3. Когерентное многократное рассеяние в Δ -дырочной модели

      7.4.4. Δ -дырочные входные состояния

      7.4.5. Резюме: Δ ( 1232) как квазичастица

    7.5. Неупругое рассеяние

      7.5.1. Рассеяние с переходами на дискретные ядерные состояния

      7.5.2. Квазисвободное рассеяние

    7.6. Реакции перезарядки

      7.6.1. Общие свойства

      7.6.2. Реакции однократной перезарядки

      7.6.3. Реакции двойной перезарядки

    7.7. Поглощение пионов ядрами

      7.7.1. Введение и кинематические соображения

      7.7.2. Полные сечения поглощения

      7.7.3. Следствия двухнуклонных моделей поглощения

      7.7.4. Пример: поглощение пионов в 3Не

    7.8. Резюме

Глава 8. Электромагнитные свойства пион-ядерных систем

    8.1. Введение

    8.2. Фоторождение пионов на нуклонах

      8.2.1. Качественные особенности сечений

      8.2.2. Электрическая и магнитная дипольная амплитуды

      8.2.3. Низкоэнергетический предел фоторождения пионов

      8.2.4. Токи и эффективный гамильтониан системы γπN

      8.2.5. Борновские члены для фоторождения пионов

      8.2.6. Возбуждение изобары Δ (1232)

    8.3. Ядерные обменные токи

      8.3.1. Обменный потенциал и его двухчастичные токи

      8.3.2. Ток однопионного обмена

      8.3.3. Обменный ток, связанный с изобарой Δ (1232)

    8.4. Теорема Зигерта

    8.5. Магнитные явления, связанные с обменными токами

      8.5.1. Обменный магнитный момент

      8.5.2. Эффекты мезонного обменного тока в процессе np → dγ

      8.5.3. Обменные токи в электрорасщеплении дейтрона

      8.5.4. Обменные токи и магнитные формфакторы Не и 3Н

      8.5.5. Перенормировка орбитального g-фактора

    8.6. Обменные силы и фотоядерное правило сумм

      8.6.1. Дипольное правило сумм

      8.6.2. Дейтронное дипольное правило сумм

      8.6.3. Усиление дипольного правила сумм в сложных ядрах

      8.6.4. Соотношение между дипольным правилом сумм δgι(338).

    8.7. Ядерные фотопионные реакции вблизи порога

      8.7.1. Процессы с заряженными пионами

      8.7.2. Рождение нейтральных пионов

    8.8. Фотоядерные взаимодействия в области резонанса Δ (1232)

      8.8.1. Общие черты

      8.8.2. Фотон-ядерное рассеяние в Δ -дырочной модели

      8.8.3. Реакция (γ, π0 ) в области резонанса Δ (1232)

    8.9. Заключение

Глава 9. Киральная симметрия и мягкие пионы

    9.1. Введение

      9.1.1 Пример: мягкие фотоны и томсоновское рассеяние

      9.1.2. Масштабы величин в физике мягких пионов

    9.2. Аксиальный ток и распад пиона

      9.2.1. Токи и феноменология слабого взаимодействия

      9.2.2. Распад заряженного пиона

      9.2.3. Частично сохраняющийся аксиальный ток (ЧСАТ)

    9.3. Киральная симметрия и квантовая хромодинамика

      9.3.1. Введение и мотивировки

      9.3.2. Краткий обзор КХД

      9.3.3. КХД с безмассовыми кварками: киральная симметрия

      9.3.4. Картина двух фаз

      9.3.5. Аксиальный ток нуклона: начальный подход

      9.3.6. Пионный аксиальный ток

      9.3.7. ЧСАТ и соотношение Гольдбергера— Треймана

    9.4. Мягкопионные аспекты нуклона

      9.4.1. Аксиальный ток нуклона: общая структура

      9.4.2. Индуцированный псевдоскалярный ток

      9.4.3. s-волновое фоторождение мягких пионов

      9.4.4. Длины пион-нуклонного рассеяния

      9.4.5. Мягкопионное рождение аксиальным током

      9.4.6. Аксиальное рождение р-волнового пиона

    9.5. Киральные пороговые соотношения в ядрах

      9.5.1. Длины пион-ядерного рассеяния

      9.5.2. Ядерное фоторождение пионов на пороге

      9.5.3. Поглощение и рождение s-волновых пионов

    9.6. Аксиальные токи в ядрах

      9.6.1. Введение

      9.6.2. ЧСАТ и ядерный аксиальный ток

      9.6.3. Аксиальный ток пионного обмена

      9.6.4. Физическая интерпретация аксиального тока

    9.7. Примеры эффектов аксиального обменного тока

      9.7.1. Временная компонента: переходы 0+ ↔ 0- в системах с А = 16

      9.7.2. Пространственная компонента: система с А= 3

      9.7.3. Реакция рр → de+ ν

      9.7.4. Еще раз об электрорасщеплении дейтрона

    9.8. Реакции с нейтрино высоких энергий

    9.9. Заключение

Глава 10. Спин-изоспиновые возбуждения и пионоподобные состояния в ядрах

    10.1. Введение

    10.2. Основные спин-изоспиновые операторы и переходы

    10.3. Спин-изоспиновая структура нуклон-нуклонного взаимодействия

      10.3.1. Общие свойства нуклон-нуклонной T-матрицы

      10.3.2. Реакция nр-перезарядки

    10.4. Гамов-теллеровские состояния

      10.4.1. Реакция (р,n) в ядрах

      10.4.2. Систематика распределений по интенсивностям гамов-теллеровских переходов

      10.4.3. Схематическая модель гамов-теллеровского резонанса

    10.5. Δ -изобарные возбужденния

      10.5.1. Реакция р(3Не, 3 Н) Δ ++

      10.5.2. Реакция (3Не, 3Н) на ядрах

    10.6. Ядерная спин-изоспиновая функция отклика

      10.6.1. Линейный отклик: общая конструкция

      10.6.2. Схематическая картина ядерного спин-изоспинового отклика

      10.6.3. Приближение случайных фаз

    10.7. Пример: пионоподобные 2--состояния в 16О

    10.8. Перенормировка спин-изоспиновых операторов

      10.8.1. Механизмы подавления gA

      10.8.2. Перенормировка спинового g-фактора

      10.8.3. Пример: М1-переход в ядре 48Са

    10.9. Заключение

Приложения

  1. Четырехмерные векторы: обозначения и соглашения о метрике
  2. Матрицы Паули и Дирака
  3. Изоспин, зарядовое сопряжение и G-четность
  4. Свободные поля и лагранжианы
  5. Пропагаторы
  6. Тензоры относительно преобразований Лоренца
  7. Формфакторы нуклона и пиона
  8. Пион-нуклонная S-матрица и амплитуды рассеяния
  9. Амплитуды фоторождения пиона
  10. Нуклон-нуклонные потенциалы однобозонного обмена
  11. Соотношения кроссинга
  12. Азбука дисперсионных соотношений для рассеяния вперед
  13. Релятивистский πN-гамильтониан с электромагнитным взаимодействием

  1. Сигма-модель
  2. Функции Линхарда и соответствующие величины ферми-газа
  3. Сферические функции Бесселя, Неймана и Ганкеля
  4. Функции Лежандра

Предметный указатель

Авторский указатель