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

При переходе от рассеяния при низких энергиях к области резонанса свойства пион-ядерного взаимодействия резко меняются. При кинетических энергиях вблизи МэВ средняя длина свободного пробега в ядерном веществе уменьшается до значения менее Поэтому первичное -взаимодействие происходит на поверхности ядра, в противоположность ситуации с рассеянием при низкой энергии, когда пион свободно проходит внутрь ядра.

Наличие А-резонанса и небольшая средняя длина свободного пробега сразу же приводят к ряду следствий для полных и дифференциальных пион-ядерных сечений, которые мы сейчас опишем.

7.3.1. Полные сечения

А-резонансная структура -системы сохраняется как важная черта пион-ядерных полных сечений для ядер до (это

Рис. 7.4. (см. скан) Полные пион-ядерные сечения в резонансной области для -мезо-нов и усредненные по заряду пионов. Кривые соответствуют эмпирической подгонке по всем данным, предолагается модифицированная брейт-вигнеров-ская форма с четырьмя параметрами (из работы Carrol et al., 1974)

видно из рис. 7.4). Пик в расположен близко к А-резонансному пику в -системе, однако его энергия систематически сдвинута вниз с ростом массового числа А на величину МэВ. Этот сдвиг частично имеет кинематическое происхождение, а частично связан с модификацией пропагатора А (1232) внутри ядра.

Ширина резонансной структуры в значительно превышает ширину распада свободного резонанса Уширение систематически увеличивается с ростом массового числа ядра и в основном связано с эффектами многократного рассеяния.

Дополнительный вклад в уширение происходит за счет фермиевского движения нуклонов и связи с каналами реакций, что характерно для многочастичной ядерной системы. Эти эффекты будут обсуждаться в разделе 7.4.

Малая длина свободного пробега пиона в резонансной области наводит на мысль, что общее поведение полного сечения в районе пика соответствует рассеянию на черном диске с , где — ядерный радиус сильного взаимодействия. Это подтверждается экспериментальными данными.

При более внимательном рассмотрении роль Д-резонанса особенно хорошо видна в изоспиновой зависимости полных сечений на легких ядрах. Возьмем, например, разницу между сечениями на для рассеяния Если рассматривать как сердцевину из плюс валентный нейтрон, то эта разница преимущественно будет связана с лишним нейтроном с поправками на эффекты многократного рассеяния и поглощения. В отношении

такие поправки сводятся к минимуму, и поэтому это отношение должно определяться только валентным нейтроном. Экспериментально среднее значение отношения в резонансной области составляет что хорошо согласуется с величиной отношения в резонансе для свободного нейтрона (Wilkin et al., 1973).