ГЛАВА 8. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ПИОН-ЯДЕРНЫХ СИСТЕМ

8.1. Введение

Ядро можно рассматривать как систему взаимодействующих нуклонов, пионов и изобар это главное, что возникло в физической картине из наших предыдущих исследований сильных взаимодействий пионов с ядрами. Настоящая глава посвящена изучению пионных ядерных явлений, исследуемых с помощью электронов и фотонов [1], в результате которого картина должна существенно проясниться. Исследования с использованием электромагнитных взаимодействий дают ряд наиболее сильных прямых доказательств наличия у ядер пионных и -изобарных степеней свободы.

Нуклоны в ядре обмениваются заряженными виртуальными пионами, в результате чего возникает некоторый вклад в полный ядерный ток, называемый обменным током. Вследствие того, что гиромагнитное отношение пиона имеет большое значение: — к таким пионным степеням свободы особенно чувствительны магнитные явления. Фактически наиболее ясные экспериментальные подтверждения существования пионных обменных токов получаются из магнитных свойств малонуклонных систем, которым мы уделим значительное внимание.

Главными средствами исследования электромагнитных свойств ядер являются рассеяние электронов и реакции под действием реальных фотонов. С их помощью измеряются распределения заряда, магнитного момента и токов без ссылки на какую-либо конкретную модель; информация получается "чистой” благодаря малости константы связи: . В низшем порядке по постоянной тонкой структуры электрон взаимодействует с ядром посредством обмена одним виртуальным фотоном с -импульсом который передает ядру энергию со и импульс При фиксированной передаче энергии фотон зондирует ядро с пространственным разрешением . Это же соотношение остается справедливым и для реальных фотонов, но в этом случае имеется ограничение .

Эффекты виртуальных пионов в ядрах наблюдаются в экспериментах с малыми передачами энергий:

Дополнительную информацию можно получить из процессов рождения физических пионов на нуклонах и ядрах, происходящих под действием фотонов при промежуточных энергиях Взаимодействия и реальных, и виртуальных фотонов связаны с исходными механизмами процессов свободного фоторождения Они занимают такую же центральную позицию в настоящем контексте, как и амплитуды свободного рассеяния в сильных пион-ядерных взаимодействиях: и -волновые -каналы непосредственно связаны с доминирующими амплитудами, соответственно, электрического и магнитного дипольного и -фоторождения. Те же механизмы, экстраполированные к определяют и физику обменных токов. Эти токи могут рассматриваться в качестве процессов, в которых виртуальный пион фоторождается на одном нуклоне и поглощается вторым. При энергиях выше порога фоторождения пиона в качестве доминирующей особенности появляется магнитное дипольное возбуждение изобары . Ниже мы увидим, что процессы, происходящие под действием фотонов, дают дополнительно к известному из пион-ядерных взаимодействий еще одно веское доказательство того, что изобара выживает как квазичастица в плотном ядерном окружении.