8.7.2. Рождение нейтральных пионов

Как можно видеть из табл. 8.3, амплитуда фоторождения нейтральных пионов вблизи порога на порядок величины меньше, чем заряженных пионов. Вследствие этого доминирующим механизмом рождения становится не однонуклонный процесс а двухступенчатая реакция, показанная на рис. 8.14, в которой сначала происходит фоторождение заряженного пиона на одном нуклоне, а затем — рассеяние с перезарядкой на втором. Этот двухнуклонный механизм весьма похож на тот, с которым мы уже встречались ранее, в разделе 4.4, при исследовании длины -рассеяния.

Рис. 8.14. Вклад двойного рассеяния в фоторождение нейтрального пиона

Рассмотрим для примера когерентное рождение на пороге на . Используем для подробной иллюстрации случай дейтрона. Амплитуда фоторождения на дейтроне равна

где — спин дейтрона. Величина амплитуды на пороге получается путем простых изменений в выражении (4.26) для длины -рассеяния. В члене однократного рассеяния амплитуда -рассеяния должна быть заменена на соответствующие амплитуды . В члене двукратного рассеяния одна из -амплитуд должна быть заменена на соответствующую амплитуду Этому отвечают подстановки

Наконец, импульс фотона к приводит к появлению формфактора в членах и однократного, и двукратного рассеяния. С этими модификациями, если опустить тривиальные кинематические поправки порядка амплитуда становится равной (Argan et al., 1980)

Как и в случае длины -рассеяния, это простое выражение имеет место в пределе статических нуклонов. По тем же причинам, которые обсуждались в разделе 4.4, поправки на связность и эффекты разности масс в значительной степени сокращаются, хотя по отдельности в членах одно- и двукратного рассеяния они важны (Faldt, 1980; Laget, 1981). Такие сокращения гораздо менее эффективны в случае где поправка на разность масс весьма важна. В табл. 8.9 приводятся отношения измеренных пороговых амплитуд к амплитуде на протоне. Из таблицы видно, что один только однонуклонный член не может воспроизвести измеренные сечения.

Таблица 8.9. Отношение амплитуд когерентного рождения на дейтроне и к пороговой амплитуде Экспериментальные данные из работы Argan et at., 1981 сравниваются с типичными теоретическими результатами работы FOldt, 1980.

Двухступенчатый процесс вносит большой вклад в сечение реакции. Его включение восстанавливает количественное согласие с экспериментами. Детальное описание этих тонких поправок в фоторождение нейтральных пионов на легких элементах дает убедительное доказательство того, что такие процессы можно с успехом рассматривать в рамках системы одних только пионов и нуклонов, так же как при описании низкоэнергетического рассеяния пионов в гл. 4, 6 и 7.

Когерентное фоторождение -волновых -мезонов определяется не зависящей от спинов частью амплитуды которая вносит основной вклад в амплитуду рождения уже при нескольких МэВ выше порога образования Если включить этот процесс

Рис. 8.15. Измеренные выходы фоторождеиия для легких элементов в функции от граничной энергии тормозного излучения . Пороговые значения энергий указаны стрелками. Сплошные кривые — результат теоретической подгонки (из работы Argan et al., 1981)

в описание, то, как видно из рис. 8.15, рождение вблизи порош на легких ядрах будет хорошо описываться на языке многократных рассеяний.