（理论物理专业论文）在高能绕射过程中的odderon粒子.pdf

广西大学硕士学位论文 在高能绕射过程中的o d d e r o n 粒子 在高能绕射过程中的o d d e r o n 粒子 摘要 基本文基于坡密子是多极化的雷琪子的和，并且每个坡密子 对应一个有限的胶子层的假设，我们提供了一个寻找o d d e r o n 粒子 的方法，即通过研究却和即相互作用的弹性散射过程，从我们的 理论计算在高能量和有效的动量转移范围内和相应的实验数据都很 吻合来看o d d e r o n 粒子对于描述整个实验范围的微分截面d a d t 起相 当重要的作用因此，我们断言，研究在高能量及适当动量转移范 围的却和即绕射过程是一个相当好的寻找o d d e r o n 粒子的工具，而 且这么一个纯非微绕q c d 过程也可以用来检验q c d 理论所以很 有必要做这个实验我们知道利用向量为主理论和有q c d 特征的模 型，我们就可以从却和即朝前散射振幅推导出仰相互作用过程散 射总截面仃，振幅的实虚比p ，斜率p ，以及微分截面d 仃d t 对于 仰和仰_ v p ( v = p ，u ，) 相互作用，为了迎合不久的d e s y ， h e r a 和c e r nl h c 等等实验组即将开始的实验，我们做了相当大 范围的理论预言 关键词：非微扰q c do d d e r o n 粒子绕射向量为主模 型有q c d 特征的模型 分类号：2 5 4 0 c m ，2 4 8 5 + p ，1 2 4 0 g g 广西大学硕士学位论文在高能绕射过程中的o d d e r o n 粒子 t h eo d d e r o ni nd i f f r a c t i v ep r oc e s s e s a t h i g he n e r g i e s a b s t r a c t b a s e do nt h ea s s u m p t i o nt h a tt h ep o m e r o mi sas u mo fr e g g em u l t i - p o l e s ，e a c ho fw h i c hc o r r e p o n d st oaf i n i t eg l u o nl a d d d e r ，w es u g g e s taw a y t os e a r c ht h eo d d e r o nb ys t u d y i n gt h ed i f f r a c t i v ep r o c e s s e so f 却a n dp p e l a s t i cs c a t t e r i n g f r o mo u rt h e o r e t i c a lc a l c u l a t i o n sa n df i t st ot h ec o i t 争 s p o n d i n ge x p e r i m e n t a ld a t aa th i g he n e r g i e sa n da l la v a i l a b l em o m e n t e t i a l t r a n s f e r ，w ef o u n dt h a 乇t h eo d d e r o np l a y sas i g n i f i c a n tr o l ei nd e s c r i p t i o n o fd i f f e r e n t i a lc r o s s s e c t i o n 鲁i nw h o l ee x p e r i m e n t a ld o m a i n a c c o r d i n g l y , w ec a nc l a i mt h a tt h e 却a n dp pd i f f r a c t i v ep r o c e s s e sa th i g he n e r g i e ss a n dm o d e r a t em o m e n t u mt r a n s f e rtc o u l db eag o o dt o o lt os e a r c hf o r o d d e r o na n dt ot e s tq c ds i n c et h ep r o c e s s e s 跹ep u r e l yn o n - p e r t u r b a t i v e q c dp h e n o m e n a t h e r e f o r e ，t h ee x p e r i m e n t a lm e a s u r e m e n t sa r eu r g e n t l y d e m a n d e d w 宅a l s os h o wt h a tt h ed a t ao n y pi n t e r a c t i o n sc 蛆b ed e r i v e d f r o mt h e 却a n dp pf o r w a r ds c a t t e r i n ga m p l i t u d e su s i n gv e c t o rm e s o nd o m - i 1 1 8 皿c ea n dt h eq c di n s p i r e dm o d e l w ep r e s e n td e t a i l e dd i s c r i p t i o n so f t h ed a t ao i lt h et o t a lc r o s ss e c t i o n s ，t h er a t i oo ft h er e a lt oi l n a g i n a r yp a r t o ft h ef o r w a r ds c a t t e r i n ga m p l i t u d e ，a n dt h es l o p eo ft h ed i f f e r e n t i a lc r o s s s e c t i o nf o r 仰，卯_ 场r e a c t i o n s ，w h e r ev = p , w ，w 宅m a k eaw i d e r a n g eo fp r e d i c t i o n sf o rf u t u r ed e s y c e r na n dl h c k e yw o r d s ：n o n - p e r t u r b a t i v eq c d ；o d d e r o n ； c e s s e s ；v e c t o rm e s o nd o m i n a n c e ；q c di n s p i r e dm o d e l i 广西大学硕士学位论文 在高能绕射过程中的o d d e r o n 粒子 p a c sn u m b e r s ：2 5 4 0 c m ，2 4 8 5 + p ，1 2 4 0 g g 广西大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得 的成果和相关知识产权属广西大学所有。除已注明部分外，论文中不包含其 他人已经发表过的研究成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内 容。对本文的研究工作提供过重要帮助的个人和集体，均己在论文中明确说 明并致谢。 论文作者签名：贡湘震 学位论文使用授权说明 。翮年月j 日 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： 囱即时发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 论文作者签名釉鏖导师躲谲娩渊年多月j 日 广西大学硕士学位论文在高能绕射过程中的o d d e r o n 粒子 1i n t r o d u c t i o n 1 1 m o t i v a t i o n ，i m p o r t a n c ea n dc u r r e n ts t a t u so ft h er e s e a r c h am i c r o s c o p i cu n d e r s t a n d i n go fh a d r o n - h a d r o ns c a t t e r i n gr e m a i n sa l le l u s i v eg o a l o fh a d r o n i cp h y s i c s ，a n dq u a r kg l u o ns t r u c t u r eo fh a d r o n s t h i si su n f o r t u n a t eb e c a u s e t h ei n t e r a c t i o no fh a d r o n si so fp a r a m o u n ti m p o r t a n c ef r o mav a r i e t yo fp e r s p e c t i v e s a tt h eh a d r o n i cl e v e l ，i tp r o v i d e sv i t a li n s i g h ti n t ot h ed y n a m i c so fq u a r k sa n d 舀u o n s ， a n do f f e r sa no p p o r t u n i t yt os e a r c hf o rn e wp h y s i c sa n dn e wp a r t i c l e ss u c h 够q u e s t f o rh - p a r t i c l e ，h i g g s ，t h et e n s o rg h e b a l la n do d d e r o n i ti sa l s or e l e v a n tt ot h es t u d y o ft h eq u a r k - g l u o np l a s m a ，s i n c eh a d r o n i ci n t e r a c t i o n sc a nm a s kp u t a t i v es i g n a l sf o r t h eq u a n t u mc h r o m o - d y n a m i c s ( q c d ) p h a s et r a n s i t i o n a p p l i c a t i o ne x t e n d sb e y o n d h a d r o n i cp h y s i c s ：f o re x a m p l e ，s e a r c hf o rc p - v i o l a t i n gp h a s e si nt h ef i n a ls t a t e so fdi nb m e s o nd e c a yw i l lr e q u i r ec o r r e c t l ya c c o u n t i n gf o rs t r o n gi n t e r a c t i o n sf i n a ls t a t e sp h a s e s 1 o fc o t l r 能，h a d r o n - h a d r o ni n t e r a c t i o n sa r ed i r e c t l yr e l e v a n tt oal o n g s t a n d i n gg o a lo f n u c l e a rp h y s i c s ，d e r i v i n gt h en u c l e a rf o r c ef r o mq c d 。t h i si s s u ei sn o tj u s to fi n t e l l e c t u a l c o n c e r ns i n c ei ti si m p o r t a n tt ob ea b l et oe x t e n do u ru n d e r s t a n d i n go fi n t e r n u c l e o nf o r c e s t oe x t r e m ec o n d i t i o n so ft e m p e r a t u r ea n dp r e s s u r es ot h a tav a r i e t yo fa s t r o p h y s i c a la n d c o s m o l o g i c a li s s u e sm a yb er e l i a b l ye x a m i n e d h i g he n e r g yl o pa n d 却e l a s t i cs c a t t e r i n gh a v e b e e nm e a s u r e da tc e r ni n t e r s e c t i n g s t o r a g er i n g s ( i s r ) 2 fa n ds u p e rp r o t o ns y n c h r o t r o n ( s p s ) c o l l i d e r i s 4 】，a n da tf e r m i l a b f i x e dt a r g e te x p e r i m e n t s 5 1a n dt e v a t r o ne x p e r i m e n t s 6 ；7 t h e s ee x p e r i m e n t a ls t u d i e s c o v e r i n gt h ec e n t e ro fm a s s ( c 仇) e n e r g yr a n g e2 3 6 2 g e va ti s rt o2 t e va tt e v a t r o n w i l ls o o nr e a c han e wm i l e s t o n ew h e nt h el a r g eh a d r o nc o u i d e r ( l h c ) a tc e r nc o m e s i n t oo p e r a t i o ni nt h i sy e a r al h c p pe l a s t i ct o t a lc r o s ss e c t i o ni sp l a n n e dt ob em e a s u r e d a tt h eu n p r e c e d e n t e dc 仇e n e r g yo f1 4 t e vb yt h ee x p e r i m e n t a lg r o u pt o t e m s 1 o n e c a ng e tr i c hi n f o r m a t i o no n 坤a n d 却i n t e r a c t i o na n dt h e ns t u d yt h ed y n a m i c so fh a d r o n - h a d r o ni n t e r a c t i o nb yu s i n gt h i si n f o r n m t i o n t h ef o r w a r dh a d r o n i ca m p l i t u d e so f 卯a n d 却e l a s t i cs c a t t e r i n ga r er e f l e c t e di nt h r e e e x p e r i m e n t a l l yd e t e r m i n e dp a r a m e t e r s ：t h et o t a lc r o s ss e c t i o n 砚西，t h er a t i oo ft h er e a l l 广西大学硕士学位论文在高能绕射过程中的o d d e r o n 粒子 t ot h ei m a g i n a r yp a r to ff o r w a r ds c a t t e r i n ga m p l i t u d ep ，a n dt h en u c l e a rs l o p ep a r a m e t e r 卢t h e s et h r e ee x p e r i m e n t a ld a t an e e dt ob eu n d e r s t o o dt h e o r e t i c a l l yf r o mq c d ，i nt h e o n eh a n d ，s i n c eh a d r o n - h a d r o np r o c e s si sg o v e r n e db yq c d t h ef u n d a m e n t a lt h e o r yo f s t r o n gi n t e r a c t i o n o nt h eo t h e rh a n d ，t h e ys h o u l db ep r e d i c t e dw h e nt h e r ea r en od a t a e x i s t e d 1 2 p h y s i c sn e wi d e a g i v e ni m p o r t a n c eo ft h i sf i e l da n dm e a s u r e m e n t so ft h ep r e c e s s e s ，i ti sn o ts u r p r i s i n g t h a tan u m b e ro fm o d e l sh a v eb e e nd e v e l o p e dt oa d d r e s st h ed y n a m i c so fh a d r o n - 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i m e n t a l l yt h a tt h et o t a lc r o s ss e c t i o nd o e sn o tv a n i s ha s y m p t o t i c a l l y i nf a c t ，t h e yr i s e s l o w l ya ssi n c r e a s i n g i no r d e rt os o l v et h i sd i f f i c u l t yr u s s i a np h y s i c i s t ，i p o m e r a n c h u k ， a s s u m e dt h a tt h e r ei san e wp a r t i c l ew h o s ei n t e r c e p tm u s tb eg r e a t e rt h a n1 ，a n dc a r r i e s t h eq u a n t u mn u m b e ro fv a c u u m t h en e wo b j e c tl a t e ri sn a m e d 嬲p o m e r o n 1 p o m e r o n e x c h a n g em o d e li i lt h e 鼬g g et h e o r yf r a m e w o r kr e p r o d u c e sd a t aa th i g h e re n e r g yr e g i o n q u i t ew e l l ，b u ti tf a i l st of i tt h el o w e re n e r g yd a t aw h i c ha r ed e s c r i b e ss u c c e s s f u l l yb y r e g g et h e o r y t ou n d e r s t a n dt h e 仰a n d 却d i f f r a c t i v ed a t aa tw h o l ee n e r g yr e g i o n ，r e f 1 2 】p r o - 2 广西大学硕士学位论文在高能绕射过程中的o d d e r o n 粒子 p o s e dar e g g e o n - p o m e r o nm o d e lt od e s c r i b ep r o t o na n da n t i p r o t o ne l a s t i cs c a t t e r i n g ，t h e m o d e lc o m b i n e st h er e g g e o ne x c h a n g ew i t hp o m e r o ne x c h a n g et o g e t h e ra n da s c r i b e st h e r i s eo ft h et o t a lc r o s ss e c t i o na th i g h e re n e r g i e s0 , 8d u et op o m e r o np o w e ro f8 0 0 8w i t h8 b e i n ge n e r g y t h er e g g e o n - p o m e r o ne x c h a n g em o d e ls u c c e s s f u l l ye x p l a i n st h es t r i k i n g f e a t u r e so ft h et o t a lc r o s ss e c t i o no ft h ee l a s t i cs c a t t e r i n ga tw h o l ee n e r g yr e g i o n t h e m o d e li sa l s ou s e df o rm a n yd i f f r a c t i v ep r o c e s s e sa n dp r o d u c e sas u c c e s s f u lu n d e r s t a n d i n g o ft h ed a t ae x i s t e d f o re x a m p l e ，v e c t o rm e s o ne l e c t r o ，p h o t o - p r o d u c t i o no f ft h ep r o - t o n h o w e v e r ，t h eo r i g i na n dn a t u r eo ft h ep o m e r o nh a sn o tb e e nk n o w n8 0f a ra n dt h e p o m e r o nc o u p l i n gt ot h ep r o t o nh a sav e c t o rf o r m 矿，s i m i l a rt ot h a to fc = - 1i s o s c a l a r p h o t o n ，w h i c hi si nc o n t r a d i c t i o nt ot h ev a c u l n np r o p e r t yo ft h ep o m e r o n ，c = + 1 a t t h es a m et i m e ，t h ep o m e r o ni sj u s tap h e n o m e n o l o g i c a lo b j e c tt od e s c r i b et h ed i f f r a c t i v e p r o c e s s e s w em u s te x p l o r ei t sd y n a m i c a lo r i o na n dn a t u r ef r o mq c d q c dh a db e e nd i s c o v e r e di nt h ee a r l y1 9 7 0 s ，w h i c hi saf u n d a m e n t a lt h e o r yo fs t r o n g i n t e r a c t i o n 1 3 | 、i t ht h ed e v e l o p m e n to fq c d p e o p l et r yt ou n d e r s t a n dt h eh i g he n e r g y d i f f r a c t i o np h e n o m e n ao fp pa n d 却e l a s t i cs c a t t e r i n gf r o mq c d t h es t u d yo fd i f f r a c t i v e p r o c e s s e so f f e r sau n i q u eo p p o r t u n i t yt ou n d e r s t a n dt h ef u n d a m e n t a ld e g r e eo ff r e e d o m ， q u a r k s ，g h i o u sa n dc o l o r b a l i si nh a d r o n - h a d r o ni n t e r a c t i n gp r o c e s s e s ，a n dq u a r kg l u o n c o n t e n t so ft h en u c l e o n v a r i o u sm o d e l sh a v eb e e np r o p o s e dt od e s c r i b ep pa n d 劫e l a s t i cs c a t t e r i n g ，( a ) i m p a c tp i c t u r em o d e l 1 4 tb a s e do nt h ec h e n g - w uc a l c u l a t i o no fq c d t o w e rd i a g r a m s 堋， ( b ) e i k o n a l i z e dp o m e r o n - r e g g e o nm o d e lu s i n gc o n v e n t i o n a lr e g g ea p p r o a c h ，b u tw i t h m u l t i p l ep o m e r o n - r e g g e o ne x c h a n g ei n c l u d e d l t 6 , t 7 1 ( c ) e f f e c t i v ef i e l dt h e o r ym o d e lt h a t d e s c r i b e st h en u c l e o na sac h i r a lb a gw i t haq u a r k - a n t i q u a r kc l o u dt ob et a k e ni n t o c o n s i d e r a t i o n m , l s t t h i sw i d ea r r a yo fm o d e l sa t t e m p t i n gt od e s c r i b ep pa n d 却e l a s t i c s c a t t e r i n ga tl h cr e f l e c t st h ev i e wt h a tq u a n t i t a t i v e l yu n d e r s t a n d i n go ft h e s ep r o c e s s w i l lp r o v i d ef u n d a m e n t a li n s i g h ti n t ot h en o n p e r t u r b a t i v ea n dt h ep e r t u r b a t i v eq c d d y n a m i c s q c d i saf u n d a m e n t a lt h e o r yo fs t r o n gi n t e r a c t i o n ，t h eh a & o ni sm a d eu po fq u a r k a n dg l u o n s8 0t h a tt h eh a d r o n - h a d r o ns c a t t e r i n ga th i g he n e r 西够s h o u l db ed e s c r i b e d b yq u a r kg h o nm u l t i p l es c a t t e r i n g t h a ti s ，t h ev a l e n c eq u a r k sa n dg l u o n sa sw e l la s 3 广西大学硕士学位论文 在高能绕射过程中的o d d e r o n 粒子 q u a r k - g l u o ni n t e r f e r e n c et e r m sm u s tc o n t r i b u t et ot h ec r o 铅s e c t i o n a tt h es a m et i m e ， s i n c et h eg l u o n sc a ni n t e r a c ta m o n gt h e m s e l v e s8 0t h a tt h e yc a nf o r mac o l o r l e s sb o u n d s t a t e so ft w oi n t e r a c t i n gg l u o n sn a m e dg l u e b a l l 彻d lo rac o l o r l e s sb o u n ds t a t ec o n s i s t i n g o ft h r e ei n t e r a c t i n gg l u o nc a l l e do d d e r o n t h e r e f o r eo n em u s ti n c l u d et h eg l u e b a l la n d o d d e r o nc o n t r i b u t i o n s o u rm a i ng o a l lo ft h i sw o r ki st oi n v e s t i g a t eh a d r o n - h a d r o ne l a s t i cs c a t t e r i n gf r o m t h ep o i n to fv i e wo fq c da n db a s e do nq u a r kg l u o ns t r u c t u r eo fh e x t r o nw i t hg l u e b a l l ， o d d e r o nc o n t r i b u t i o n si n c l u d e d w ec a l c u l a t et h ep pa n d 却e l a s t i cs c a t t e r i n gt o t a lc r o s s s e c t i o na m ( s ) ，t h er a t i oo ft h er e a lt ot h ei m a g i n a r yp a r to ff o r w a r ds c a t t e r i n ga m p l i t u d e p ，t h en u c l e a rs l o p ep a r a m e t e rpa n dt h ed i f f e r e n t i a lc r o s ss e c t i o n 警a n dr e v e a lt h e i n d i v i d u a lt e r m sc o n t r i b u t i o n st od i f f e r e n t i a lc r o s ss e c t i o n w ec a l lt h et h e o r e t i c a lm o d e l u s e di nt h ep r e s e n tc a l c u l a t i o n sa sq c d i n s p i r e dm o d e l ，t h ep r i n c i p l e so fa n a l y t i c i t y , u n i t a r i t ya n dc r o s s i n gs y m m e t r ya r et r u l yf u n d a m e n - t a lt o0 1 1 1 u n d e r s t a n d i n go fp a r t i c l ep h y s i c s ar e q u i r e m e n to fa n a l y t i d t yi st h a tt h e f o r w a r ds c a t t e r i n ga m p l i t u d e sf o rp pa n d 却e l a s t i cs c a t t e r i n gc o m ef r o mt h es a m ea n a r l y r i cf u n c t i o n f m t h e r ，u n i t a n t yp r o v i d e sar e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h et o t a lc r 嘟s e c t i o n a n dt h ei m a g i n a r yp a r to ft h ef o r w a r ds c a t t e r i n ga m p l i t u d e - t h eo p t i c a lt h e o r e m i no r d e r t oe n s u r eu n i t a r i t y , t h ec h o u - y a n gm o d e l l 2 0 p o s t u l a t e st h a tt h ee l a s t i cs c a t t e r i n gi st h e s h a d o wo ft h ea b s o r p t i o nr e s u l t i n gf r o mt h ep a s s a g eo fo n eh a d r o n i em a t t e rd i s t r i b u t i o n t h r o u g ha n o t h e r t h et r a n s v e r s ed i s t r i b u t i o no ft h em a t t e ri sa s s u m e dt oh a v et h e8 8 旺i l e s h a p ea st h ec h a r g ed i s t r i b u t i o n ，a sm e a s u r e db yt h ee l e c t r o m a g n e t i cf o r mf a c t o r m m b l o c k l 2 1 1p r o p o s e di n i t i a l l yt h a te i k o n a lf o r m u l i s mi nt h et w o d i m e n s i o n a lt r a n s v e r s e i m p a c tp a r a m e t e rs p a c e ，i ts h o u l dh a v eaq c d - i n s p i r e da n de i k o n a lm o d e lt op r e d i c t t h ea m p l i t u d ec a np a r a m e t e r i z et h ea n a l y t i c i t y , u n i t a r i t ya n ds a t i s f i e sc r o s s i n gs y m m e t r y r e l a t i o n s h i p t h ed a t ab o t hf o rp pa n d 却a r ef i t t e du s i n gt h et o t a lc o m p l e xa n a l y t i c e i k o n a lp r o f i l ef u n c t i o n s ，i e p h a s et r a n s i t i o n ，i nt e r m so ft h ee v e na n d o d df o r w a r ds e a t - t e r i n ga m p l i t u d e s4 a n d 足w h i c ha l ee v e na n do d du n d e rc r o s s i n gt r a n s f o r m a t i o n ，a n d n a t u r a l l yi sr e l a t e dt ot h ee v e na n d o d de i k o n a lp r o f i l ef u n c t i o n sx + a n dx 一，r e s p e c t i v e l y 4 广西大学硕士学位论文在高能绕射过程中的o d d e r o n 粒子 1 30 d d e r o n t h ec o n c e p to fo d d e r o nf i r s te m e r g e di n1 9 7 3i nt h ec o n t e x to fa s y m p t o t i ct h e o r e m s l 2 2