高能反应中末态相互作用和衰变对超子极化影响论文

1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明本声明的法律责任由本人承担论文作者签名；关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文（保密论文在解密后应遵守此规定）论文作者

2、签名：导师签名：；蚴 期：；蚴山东大学硕士学位论文第一章引言世纪后半期，人们建立了粒子物理的标准模型，其中包括描述夸克和胶子相互作用的量子色动力学（）量子色动力学是一个非阿贝尔规范场论，它的耦合常数口。随着交换四动量平方的减小而增长，这一性质被称为“渐进自由”在具有大的四动量转移的反应中寤，较小。微扰展开可以很好的适用，由此建立的微扰量子色动力学（）理论得到了大量实验支持但对于小的四动量转移的反应，口。增长到的量级，微扰展开不再适用，人们至今没有完全解决这一问题为了解决此类非微扰问题，人们发展了各式各样的方法，诸如格点，求和规则，唯象方法等当前这些方法的研究都是粒子物理学的重要前沿领域。而自旋

3、效应则是这类研究的重要手段高能反应中的自旋效应自旋是描述微观粒子的一个基本自由度自旋物理的研究有着重要的理论和应用价值最近一段时问内。高能反应实验中一系列自旋效应的发现促进了自旋物理领域的蓬勃发展最引人注目的应当是上世纪年代末欧洲核子研究中心）的欧溯口子合作组（）的实验结果引发了质子“自旋危机”。这些实验极大地吸引了人们对高能自旋物理的兴趣在静态夸克模型中，强子由结构夸克组成，它的自旋由结构夸克携带对高速运动的强子，其结构由部分子模型描述，当强子极化方向与运动方向一致对，由纵向极化分布函数描述，当极化方向与运动方向垂直时，由横向极化分布函数描述对于实验上了解较多的纵向极化函数，核子的自旋分别由

4、夸克（反夸克）自旋，胶子自旋，夸克胶子轨道角动量构成年的实验结果表明夸克的自旋总和只占质子自旋的很小一部分，这就是所谓的质子。自旋危机”质子。自旋危机”极大地促进了人们对质子自旋结构的深入研究，与类似的实验分别在，等实验室开展，并取得重要进展山东大学硕士学位论文同时人们还注意到，世纪年代起高能强子反应中发现了一系列意外自旋效应，吸引了许多人的兴趣，最引人注目的有以下几个方面：）非极化强子一强子反应中的超子相对于产生面横向极化：）横向极化强子一非极化强子反应中末态强子微分截面的左右不对称；）质子一质子弹性散射中的自旋不对称这些效应多发生在中等横动量区域。这个区域介于微扰与非微扰之间微扰不能很好的

5、计算这些问题，它们的动力学原因至今仍是不清楚的当前强作用自旋物理已发展成一个相当丰富多彩的粒子物理前沿领域，主要包括强子自旋结构，强子反应中意外自旋效应起源，碎裂过程中的自旋效应三方面的研究这些方面的研究都取得了重要进展：核子内夸克自旋之和只占核子自旋的一小部分（）。其余应来源于胶子自旋和夸克轨道角动量等；高能反应中最引人注目的二类意外自旋效应。单自旋左右不对称”和。非极化反应产生极化超子现象”似乎彼此关联，都来源于夸克的轨道角动量碎裂函数或相互作用中的高扭曲度效应；碎裂过程中，初态夸克的极化不仅可转移为末态强子的极化，而且可导致末态强子动量分布的不对称目前分别在，等进行的极化的和脚实验将对胶

6、子对核子自旋贡献，碎裂函数的自旋依赖做出进一步测量。同时与夸克轨道角动量相关课题的研究，特别是相互作用过程中它们与夸克或强子极化相互转化，对单自旋左右不对称贡献，对强子化机制的依赖等，都成为该领域关注的核心课题这些研究领域已经成为检验发展非微扰方法的重要场所。超子极化研究的意义和主要方向实验上观测到的寿命较长的去的超子如，一等都是通过弱作用衰变，人们可以通过测量超子弱衰变产物的角分布而便利的确定超子的极化因此高能反应中超子的极化效应成为自旋物理的重要研究方向超子极化研究在强作用自旋物理各个方面的研究中部发挥主要作用当前主要集中在如下几个方面：（）高能碎裂过程中的极化转移：（）非极化强子一强子反

7、应中的超子横向极化现象；（）利用超予极化研究部分子自旋分布函数；（）高能重离子对撞中超子山东大学硕士学位论文极化现象下面我们分别做简单介绍（一）高能碎裂过程中的极化转移：对于因子化定理适用的高能强相互作用反应截面可分离成二部分一部分是部分子反应截面，这是硬过程，可用微扰计算：另一部分是核子内的部分子分布函数或部分子的强子化过程截面，这是软过程，不能用微扰计算一个披击中的极化的部分子将碎裂成大量的介子，核子，超子，以及更高激发态的强子，它们通常也是极化的初始部分子的极化与碎裂而来的强子极化有确定的关系，这被称为碎裂过程的极化转移碎裂过程中的极化转移的研究有着重要的理论意义它本身是一个典型的非微扰

8、过程，目前只能通过一些强子化模型来描述非极化碎裂过程已经得到比较深入的研究，极化碎裂过程仍需更多的研究许多具有意外自旋效应的高能反应包含了极化碎裂子过程，特别是对寻找非极化强子一强子反应中超子横向极化的来源，极化碎裂过程的研究起着关键作用碎裂过程中的极化转移中一个主要的问题是如何确定碎裂夸克的自旋与产生的且包含此夸克的强子极化问的关系，显然它与强子自旋结构密切相关由于强子自旋结构问题也是典型的非微扰问题，不能由计算，所以人们在处理不同问题时采用种不同的图像：（），在质子。自旋危机”之前，人们通常使用（）模型“讨论碎裂过程中的超子极化转移在质子。自旋危机”之后，人们在研究轻子强子深度非弹散射过程

9、的超子极化时使用了图像但讨论强子反应产生超子极化时仍用（）图像文献指出测量一斗过程的的纵向极化可以检验哪种碎裂图像更适用。碎裂过程中的极化转移应是普适的图像和（）像哪一个更适用，怎样用这二种图像更自洽的描述各种过程仍需进一步研究（）非极化强子一强子反应中的超子横向极化现象：实验上发现，在非极化反应中产生的超子是相对与产生面横向极化的。理论上已提出一些唯象模型对此做了解释，但它的基本动力学原因仍是不清楚的这一现象也已成为超子极化研究的一个重要方面。（三）利用超子极化确定部分子的极化：高能反应中超子极化的研究为实验上测量强子内部分子的极化提供了一种可行方法特别是包含一个末态超子的半山东大学硕士学位

10、论文单举深度非弹反应将有可能提供和核子内夸克横向极化分布函数的信息（四）高能重离子碰撞过程中的超子极化：超子极化研究的另一个方向是核核对撞末态产物中超子的极化特别是最近理论研究指出旺，非对心核核碰撞中发生反应的二团核物质质心并不重合，因此发生反应的核物质拥有巨大的轨道角动量初步的计算表明轨道角动量将通过相互作用转化为夸克的自旋角动量极化的夸克将碎裂为极化的强子，其中就包括极化的超予这一方面的研究将促进轨道角动量与自旋角动量相互转化机制的理解。并有可能探索核核碰撞中是否形成了夸克胶子等离子体（），并为研究它的性质提供了新的理论手段末态相互作用和衰变对超子极化的影响。在上节所述超子极化研究的几个方

11、面，通常实验上测量的都是末态超子的极化而一般情况下，高能物理实验中观测到的末态超子与强子化过程直接产生的超子的性质并不完全一样高能反应中通常都是首先产生大量的部分子（夸克，反夸克，胶子），然后这些部分子再经强子化而产生强子强子产生过程一般有微扰和非微扰因素的影响，对不同反应，强子化过程通常是一个非微扰且普适的过程，强子化过程结束时的超子性质不能由微扰计算但却是普适的。可以通过不同反应来研究强子化过程结束后将有二个因素影响这些直生超子的性质：更短寿命的共振态粒子衰变和直生强子之间的相互作用的影响。高能部分子碎裂将产生大量强子这些强子大部分寿命极短，它们很快衰变成其它更稳定的粒子因此由部分子碎裂而

12、来的超子包括直接碎裂产生的超子和由强子衰变而来的超子二部分贡献由于同一反应中，产生的不同直生强子的极化可以很不相同，不同衰变过程的极化转移也有很大差别，因此研究末态超子的极化，必须对这二部分分别计算，同时考虑进来。目前已有的文献对超子极化计算中，有些忽略了衰变的影响，有的考虑了衰变的贡献，并将衰变过程的极化转移因子，。，。取为一个与超子动量无关的常数通过分析，我们发现衰变过程的极化转移因子一般情形下应与超子的动量有关在母粒子静止坐标系内，对末态超子的运动方向有强的依赖因此有必要详细研究这一依赖的一般形式及对末态超子极化的影响本文将在第二章讨论这一问题山东大学硕士学位论文本文考虑的第二个问题是末

13、态相互作用对超子极化的影响末态相互作用指的是强子化过程结束后末态产生的大量强子间的相互作用强子间的相互作用不能用微扰计算，人们通常用手征不变有效拉氏量来计算强子间相互作用包括各种超子的手征不变有效拉氏量已被广泛的研究过，并有文献使用手征不变有效拉氏量讨论过直生超子通过末态相互作用被极化的问题年代以来的大量实验已发现高能质子一核反应中产生的超子和反超子通常有垂直于产生面方向的横向极化由于大部分模型都基于领头粒子效应，它们并不能解释反超子的极化文献”提出超子的极化可能部分的通过超子与周围热介质的相互作用而获得反超子的极化则基本来源于这一过程。文献”利用手征不变有效拉氏量详细计算了这一过程中的超子垂

14、直与产生面方向的极化本文主要考虑的是核一核碰撞后产生的大量强子对直生超子极化的影响。在核一核碰撞中产生的高温高密物质主要由厅介子构成在这一高温高密环境下，我们期望，一超予相互作用将对超子的极化产生重要影响由于万一超子间有相对轨道角动量，初态的入射波并不是平面波，所以本文将应用手征不变有效拉氏量计算这一过程的具有固定碰撞参数的微分截面本文安排引言之后，在第二章我们将在总结衰变对末态强子产额贡献的基础上，介绍确定衰变角分布的传统的分波分析方法，并给出具体应用到介子的衰变时的结果然后，根据衰变振幅的一般形式推导弱衰变和电磁衰变的衰变角分布及其自旋依赖的一般形式，并由此计算衰变过程中的极化转移因子本文

15、的第三章将在简单总结重离子对撞中超子极化效应研究现状的基础上，介绍描述末态强子相互作用的有效场论方法，我们将着重介绍二种手征不变有效拉氏量模型：线形盯模型和非线形仃模型我们将以矶一烈为例，使用手征不变有效拉氏量模型介绍固定反应面时末态超子极化的方法，并给出超子极化的解析结果第四章是总结和展望山东大学硕士学位论文第二章衰变对超子极化的影响大量的实验表明，高能反应过程中直接产生的强予很大一部分是寿命相当短的共振态粒子这些粒子很快衰变成寿命较长的强子在我们观测到的末态长寿命粒子中，如石，包含了这些衰变的贡献同样的，末态超子也受到这些衰变的影响文献”发现这些衰变对末态超子的极化，特剔是对超子的极化有很

16、大影响我们注意到这些文献中的计算都是假定衰变过程中的极化转移因子是一个与动量无关的常数的情况下进行的，严格第讲，这是一个近似情形。本章我们将在总结强子衰变对强子产额等影响的基础上分析衰变对超子极化的影响，并导出与初末态粒子动量有关的极化转移因子本章第节将分析强子衰变对强子产额的影响。本章第节和第节将用有效相互作用方法分别推导出极化超子弱衰变和电磁衰变的角分布这一结果可用来确定初态粒子的极化也可用来计算衰变极化转移因子在进行这节之前，本章将先介绍分波分析在矢量介子衰变角分布中的应用，并随后给出一个简化推导衰变对强子产额的影响在高能反应中观测到的末态强子的产额与直生强子的产额通常有很大的差别。末态

17、强子中有很大比例来源与共振态衰变。这一经验事实很清楚地由在年的文献中对湮灭中产生的末态强子的来源所做的数掘分析中反映出来文献中的分析原理十分简单：由于共振态衰变的性质我们都比较清楚，若实验上将所有粒子的产额都测量出来，我们就可计算出它们衰变后对末态粒子产额的贡献。然后从末态粒子产额中扣除这些贡献，我们就应得到直生粒子的产额上世纪年代，虽然人们对湮灭中末态强子产额进行了十分精确的测量，获取了十分丰富的数据：但人们仍不可能给出所有共振态的产额，因此使用了一些唯象模型和假设以确定短寿命粒子的产额这篇文章中使用了模型计算重味夸克衰变的影响；假设了产额比一（）山东大学硕士学位论文（）；并只考虑司的矢量和

18、赝标介子九重态衰变的影响。结合这些唯象假设，经过数据分析发现末态介子特别是赝标介子大部分是由衰变产生的，直生的赝标介子近乎为零下表列出了在质心系能量为时产生的各种末态介予的平均数值：介子石石置置。玎多重薮衄士憾如果要计算直生介子的数目，我们需要扣除其它强子衰变产生的介子我们依次减去赝标（）和矢量（）介子，重态和重态强子衰变的贡献；再减去张量（）介子衰变的贡献；最后减去所有波介子重态衰变的贡献：多重数、，：，所有的波，厅足叩），“，。士对比二个表格我们可以清楚的看出直生介子很少，大部分都由其它强子衰变而来由此可清晰看出，衰变对末态长寿命粒子有十分重要的贡献目前，这一经验事实已为粒子物理界普遍接受

19、，并在人们常用的高能事例产生器（如）上反应出来文献中给出由计算得出的石；时，尸哼过程末态人粒子来源的结果可以清晰看出衰变贡献占相当大的比例。山东大学硕士学位论文竹苫雪，：“一妇。弗！捐叠 尹强芦锗 ；净萄。一一攀乒 ！氛謇： ，。；圈：在 对人反应中对产生事例数的各种来源的贡献。横坐标是腰快度图中的虚线、点划线上面的点线、下面的点线分别表示来源于包含碎爱夸克的，三，三衰变的贡献图表示各种贡献所占的比例；母 也田：在；暑反应中对上产生事仞数的各种来源的贡献，横坐标是赝快度实线和虚线分别表示包含碎裂夸克“，直接产生的贡献；点线表示更重超于衰变的贡献上砸第一个图表明了更重超子衰变对产额的影响，第二个

20、图表明了更重超子衰变对的贡献这些结果明确显示详细研究末态超子特别是的性质必须考爆帑斌一：纠 一、 山东大学硕士学位论文虑衰变贡献矢量介子衰变角分布的分波分析与极化的测量由于通常遇到的大多数是二体衰变，我们以下只考虑二体衰变当不考虑末态粒子的极化时，在母粒子静止系，衰变产物在动量空间内是各向同性的若只考虑初态粒子极化，在一定条件下。末态粒子动量空间的角分布遵循一定的规律这些规律己被人计算出来，下面先对此进行总结，并在最后给出一个简化推导这一过程的典型例子是矢量介子衰变为个赝标量介子在矢量介子静止系矢量介子处在轴的自旋分量为的本征态上，赝标量介予是沿（口，妒）方向出射的平面波腻，妒）衰变的几率幅可

21、写为：肘（口，妒）（，妒）脚（），）可展开为以（口，）方向量子轴的球面波的叠加：，妒）（口，妒）口（玩）口（口，）（）由定理：暑，。），：，知：（）岛（，。），册加。巳“（）由角动量本征态的转动性质知：（，妒）碟（妒，一妒） 扣为沿轴的自旋本征态由以上式得触只）巧蓝（，只刁）口：二（妒，庐），重新归一化，定义。（只力丢二，只嘲（）（）（）（）山东大学硕士学位论文现设矢量介子处在某个混合态，由密度矩阵描述，则衰变角分布为形（幺妒）以玩妒）声）（，）（，妒）（）（）户以定义震，：以丢纠，一力二（妒，口，妒）则（，奶卅（，妒）】（）（）具体计算表明（，矿）与矢量极化无关，只与张量极化有关张量极化的各

22、个分量可通过衰变角分布测定对积分：（，）却三【（一鼬）（鼬一）印（）这样我们可通过对极角分布的测定来确定户。下面给出一种简化推导方法，设在矢量介子静止系，标量介子沿（口，妒）方向出射末态个标量介子构成的系统在；方向总角动量分量为由角动量分量守恒，这个标量介子只能由在元方向角动量为的态衰变而来即（，妒）瓦，其中以再方向为量子化轴设为以轴为量子化轴的密度矩阵由密度矩阵的空间转动变换性质知矗似只）儿巩。（办口，伊）定义。（，一）：。（妒，一妒）得：（，妒）以叭】（）这和分波分析得到的结果完全相同超子弱衰变角分布和极化转移现在考虑一个自旋为的超子衰变为一个赝标量介子和一个自旋为的超子或核子的情形这个过

23、程用下式表达：日。（只，吼）一以（易，品）材（弓）山东大学硕士学位论文式中日。，日。分别表示初末态超子，巴，。，分别表示它们的四动量和四维极化矢量（见附录）；表示赝标量介子，足是它的四动量。下面我们来看该衰变过程的几率分布的一般形式；首先我们从衰变的等效振幅的一般形式出发，衰变振幅的一般形式为：一，（）其中，均是常数，分别是初末态超子的旋量括号中第一项为破坏宇称守恒的赝标项，第二项为保持字称守恒的标薰项衰变几率由 给出，即：（一，）礼（）材司 乃“厶加，￥，巴用）（扎以）（，）】，（）只足（“）一仍油）石邑（煽只（一）【（巳只）一（只，。）。（）邑。一（）。彤；巧：）在日粒子静止系计算，运动学

24、变量取值如下：（）只；（卅）以（，）匕（，； ）沪（警融以（峨圪）代入上式得：矶莆哿砣贴盼珏玉如“一一南【（一）：（）掣（邑）（五再）（。）研（）这就是由此得到的衰变凡率的一般形式，在讨论各项的物理意义之前，我们先介绍一种利用角动量守恒方法推导出相同结果的方法在母粒子静止系，粒子由自旋密度矩阵办描述，粒子圩。由极化密度矩阵几描述衰变振幅为：石（厅表示万介子）（）口山东大学硕士学位论文衰变角分布：彳万西】为一标量算子，在这里只能构造出个标量算子项，可表示成（，口而矛）为粒子出射方向，子为泡利矩阵，是一常数代入上式得（）（）乃，【口】爿 （）（矛）（孑）（口厅）】爿 雪一葫子面季矛口一葫孑；看矛口

25、五西葫矛西屙孑西葫岙。矛口露葫羁葫矛）（口）（。亓）季（）口（雪亓）（雪量）（ ）亓） 计算中已利用公式：（号季子矗）只矗（只矗）显然，当令；（）（）鱼些 口丘舶（）时，二种方法给出相同结果即衰变几率分布取以下一般形式：仃（口（。；元亓）届吼，（只厅）（兄；）（毛），斤】（）其中：删（卯器肛器舻器扣嚣偿，它们并不独立，有如下关系式成立：卢，皇口，万篁（）（）式中各项都有相应的物理意义邑和磊亓描述极化与运动方向的关联（）式结果表明初末态超子极化与末态超子运动方向的关联强度相同，均由口给出；并且还可看到只元与五元均为赝标量，它们的存在破坏字称守恒，山东大学硕士学位论文因此只有弱衰变过程才有这一项若

26、对末态粒子极化求和，衰变几率为：盯（口元）（）从上式可以看出衰变的粒子数的角分布不是各向同性的。实验上可以通过这一性质测定超子的极化，这通常被称之为。自旋自分析的宇称破坏的衰变”（ ）确定超子极化的这一方法最早起源于李政道和杨振宁年的一篇文章若初态粒子是非极化的，衰变几率为 仃（毋。；）我们可以看到末态粒子的极化与其出射方向是有关联的并且总是纵向极化的。极化度为昂；口这也是弱衰变特有的现象邑矗和（寞）（瓦而二项分别是初末态超子的极化关联和沿出射方向的极化关联，它们都是标量项（五瓦）亓是沿垂直于出射方向的初末态超子相互垂直极化的关联，因为这是一赝标项，它也是弱衰变特有的关联项我们也可以利用上面的

27、结果计算这个过程的极化转移因子极化转移因子的计算式为：，辫群舞格豫鬻式是末态粒子沿初态粒子极化方向极化时的极化矢量，是末态粒子沿反方向极化时的极化矢量我们也可对末态粒子运动方向积分，从而得出平均极化转移因子：删弦篇等等筹筹器拉是微分相空间拯面），巧【纠。蟛（石）占（只一匕一只）实际应用中，主要考虑母粒子静止系内的自旋转移因子即巴（珊，）时的，（只）的取值。我们可直接由（）式给出的母粒子静止系内的盯来计算一，（只）不失一般性，取母粒子自旋沿轴正方向，即只，五为方山东大学硕士学位论文向的单位矢量，此时曩跫儿翠为：肘（）（，瓦（）（，元）（己）剐 （）毛平行或反平行的几率用和！表示由（）式得：肘忙（

28、）口（） 口） 吖！（）一（）一 ，（）（）极化转移因子，（口）为：（）可以看出，扎，（口）对口有很强的依赖，当时，（口）当日号时饥器趟拈棚，若对末态超子运动方向平均，则得到平均极化转移因子，月，为：亿，卅从上式可以看出所是一个介于一到之间的常数分波分析得到的结果是，卫孚性质手册伸中可以得到，；将这个结果与（）式对比得口当口是纯实数或纯虚数时，（口）随口的变化如以下三图所对确定的露末态超子日。的极化矢量为品（历。，瓦勰，只与札月，（口）端；：予五二乏：广引，扣氲万而市掣，扣桀燃： ，山东大学硕士学位论文、艚崩孵以。圈：横轴为纵轴为坼（口）；时，（口）的变化图、劬。舅崩。勇。瞿。 。詹呻彩 圈：

29、横轴为，纵轴为，虬，（口）左右：个图分别表示口刊口，一口时，爿，（口）！随的变化图超子电磁衰变角分布和极化转移由于一个自旋为的超子衰变为一个自旋为的超子和一个光子的过程是一个电磁衰变过程，实际过程中一，就是一个例子宇称守恒要求它的截面中不包含元子项，因此在不考虑末态极化时静止坐标系内衰变的粒子数角分布是各向同性的对初末态超子的极化关联，早在上世纪五十年代，文献中就讨论过，现在我们用与节同样的方法来讨论初末态超子的极化关联此时，我们考虑的是如下衰变：日（只，）一日。（昂，晶），）式中胃。，圩。分别表示初末态超子巴，以，户，品分别表示它们的四动量和四维极 山东大学硕士学位论文化矢量；，表示出射的光

30、子，是它的四动量，是它的极化矢量下面我们来看该衰变过程的几率分布的一般形式；首先我们从衰变的等效振幅的一般形式出发，衰变振幅的一般形式为：玎（巳）“（只）占：是等效顶点：疆：）疆：一：由于电磁场只能与守恒流耦合，即要求等式成立：万（巳）“（巴）解出此式得丑：二，由于等式成立可使用替换：占：占：寸一”衰变几率 一万（巳）“（只）厅（只）万（）（）（）（）一爿【厅（）（只）孑（只）以”（匕）一玎（兄）“（只）厅（只如（匕石了，二了丢三等篆争匕匕。【（只）（只。）一（只昂）】匕小册月】在母粒子静止系计算（）：（，。）砑（坍。，）彤（。，丘）踟警矗焉麓，代入计算得：（用一所）【一（。再季）】（）（）我

31、们可以看到衰变几率中不包含破坏宇称守恒的赝标项，这正是电磁衰变所预期的结果若对末态粒子极化求和，衰变几率为肘伽。）也就是 朋脚口己皇山东大学硕士学位论文说不管初态极化与否，衰变粒子数都是各向同性分布的若初态粒子是非极化的，则衰变几率也是肘（一）。与末态超子极化无关，也是一个各向同性的分布下面我们计算人的极化转移设在静止系自旋沿轴正方向，计算衰变出来的在其静止系自旋沿轴方向的几率 （小）【（菇雪）（）沿轴几率为：肘彳一肘口）【卯（）沿一轴的几率为：一（一）川极化转移因子：（）（）可见末态粒子的极化对口有很强的依赖：当口，时，（口）一，即末态超子沿轴正方向或负方向出射时完全极化，且极化方向与初态超

32、子极化方向相反；当冬时竹（口），即末态超予出射方向与初态超子极化方向垂直时，末态超子是非极化的当对末态超子出射方向积分时得到均极化转移因子：口，可以证阴沿轴和沿轴的自旋期待值皆为零这正是人们通常所引用的结果。小结本章首先介绍了衰变对粒子产额的影响，已有工作表明衰变对末态粒子产额有巨大影响若衰变的母粒子是极化的，则它的极化将部分的转移为次级粒子的极化，这被称为衰变的极化转移由于衰变对产额的巨大影响，可以期望衰变对末态超子的极化也会有相当大的影响本章的主要工作正是计算衰变过程中的极化转移因子为了计算衰变极化转移因子，我们首先需要计算在母粒子静止系内的包含极化关联的衰变角分布人们已发展了各种各样的方

33、法计算衰变角分布，托，（口）糍一“强“，“且竹，沁竹前：万而：。揣等矿一一， 册山东大学硕士学位论文其中最典型的是做分波分析，本章第二节介绍了这一方法在矢量介子衰变上的应用，随后给出了一种新的简化推导方法。本章第三和第四节分别计算了弱衰变和电磁衰变过程中超子的衰变角分布并计算了衰变的极化转移因子弱衰变的几率分布是：（）鹏瓦，（只元）（瓦）万（品）川（）第一项是非极化项，第二项是极化和末态粒子出射方向关联项，后三项是初末态粒子极化关联项各项前面的系数并不完全独立，它们有如下关系：口，万（）从这个几率分布式我们可计算出超子弱衰变的极化转移因子：脚业篇鬻麓磬业，是末态粒子的出射极角，对末态粒子运动方

34、向求平均得平均极化因子：卜去，电磁衰变的几率分布是：（小一朋。）【一（元只元。）】（）各项前没有未知系数，衰变的角分布是完全确定的同样可用上式计算电磁衰变的极化转移因子：饥，（口） 对末态粒子运动方向求平均得平均极化因子：以二（）这与文献加分析的结果完全一致上面的结果表明：不论是电磁衰变还是弱衰变极化转移因子都对有很强的依赖目前已有文献中都将超子衰变极化转移因子取成常数。只是一个近似的做法“以扭奇（）山东大学硕士学位论文第三章重离子对撞中的末态相互作用与超子极化高能反应中，末态强子与直生强子性质差别的另一个重要来源是末态强子相互作用特别是在高能重离子碰撞中，产生的强子数目多达数千个，末态的高温

35、高密环境将使得强子间相互作用的几率大大增加同样的，直生超子也会与热介质发生相互作用，这一末态相互作用将会影响直生超子包括极化在内的各种性质。本章将详细考虑末态强子间相互作用对直生超子极化的影响重离子碰撞中的超子极化早在上世纪年代，在非极化的质子一质子反应中，人们就已发现末态超子垂直于产生面方向有显著的横向极化。引起人们极大兴趣；目前，实验数据已十分丰富但这一现象的动力学机制目前仍不清楚人们发现，超子横向极化不仅在反应中而且在反应中也存在，自然问：是否碰撞中末态超子也会极化？若反应中形成了（夸克胶子等离予体），是否有差别？文献曾对这一问题做过讨论，他们假定，若形成，强子化产生的超子不极化：若形成

36、碰撞产生的超予极化情况与类似由此给出了碰撞中，形成和不形成时，产生出超子的极化情况由于人们对碰撞中超子极化的起源，特别是反超子的极化并没有同一的描述，这些假定是否成立仍有待进一步的研究。最近，文献中指出，在非对心核一核碰撞中，碰撞重叠区产生的高温高密物质拥有巨大的轨道角动量理论计算眨表明，高温高密物质中的部分子之问的相互用将导致轨道角动量部分的转化为夸克的自旋角动量整体的夸克极化方向垂直于反应面方向：瓦芝三缶（占是核子碰撞参数）口核一核碰撞中的部分子不均匀的动量分布产生了比较大的局部相对轨道角动量，如下图所示：山东大学硕士学位论文幢圈：具有碰撞参数非中心重离子对撞的图示被产生的物质的整体轨速角

37、动量沿着一多方向，垂直于反应面方向正是返一相对轨逼角明重遇辽鄙分于的强相互作用转化为穹兑目磁角动量为了研究具有相对轨道角动量的部分子系统间的相互作用，文章瞳考虑一个有着固定碰撞参数而的夸克散射过程终态夸克沿瓦方向自旋为主的截面是：鼍吣惫嘉一由队。舞厅川厕打，帆川（）巨；是初态夸克相对动量，卅一；孑一矗恒终态夸克动量（是和靶有关的色因子。这里使用了一个屏蔽势模型：（）（，、其中是屏蔽质量对于小角散射，。，第一项给出非极化截面：寿；舞篝“喇咖奸。，。，参一兰（）（）叫与鞘山东大学硕士学位论文第二项给出极化截面：毋；。毋口毋鬻一铬哥嘲醐俐旺，。矗厶，心是修正的贝赛尔函数从上式可以很明显的看出夸克沿着垂直于部分子反应面方向极化，这正是部分子问的相对轨道角动量方向通常来说，对于固定的眈，当对部分子碰撞参数再