8.8. Фотоядерные взаимодействия в области резонанса А(1232)

8.8.1. Общие черты

Яркой особенностью элементарного процесса фоторождения на нуклонах при энергиях фотонов в диапазоне 200 МэВ МэВ, как видно из рис. 8.1, является возбуждение резонанса А (1232). По этой причине фотоядерные эксперименты в области резонанса исследуют свойства Д-изобары в ядерном окружении.

Информация, полученная на этом пути, служит дополнительной к информации из пион-ядерного рассеяния, которая обсуждалась в разделах 7.3 и 7.4.

Эта "дополнительность" видна уже хотя бы из сравнения структуры амплитуд упругого рассеяния пиона и фоторождения в канале с (рис. 8.16). Следуя уравнениям (2.56в) и (8.40), получаем доминирующие прямые члены

Здесь для удобства сравнения выбраны каналы Амплитуды (8.139) и (8.140) отличаются в основном природой связей первая имеет спин-продольный вид — , тогда как вторая имеет спин-поперечный вид — .

Рассмотрим те части амплитуд (8.139) и (8.140), которые не зависят от спина и изоспина, и обозначим их как Они доминируют в когерентных процессах, когда ядро остается в основном состоянии, таких как упругое рассеяние пионов и фотонов, а также когерентное фоторождение -мезонов на ядрах. Используя

Рис. 8.16. Иллюстрация амплитуд упругого рассеяния пиона (а) и фото рождения в канале с промежуточным резонансом

соотношение из уравнений получаем

Так как для направления вперед имеем то распространение в направлении вперед в когерентных процессах, вызванных фотонами, подавлено. Однако оно усилено в упругом рассеянии пионов (Weise, 1981).

Свяжем этот факт с когерентным рассеянием пионов или фотонов в бесконечной ядерной материи. В этом случае сохранение импульса требует, чтобы вектор был параллелен к. Вследствие этого процесс не может возбуждать в среде когерентную волну -мезонов, тогда как процесс повторяет себя путем когерентного многократного рассеяния. Поэтому ожидается, что в конечных ядрах рассеяние фотонов определяется суммой некогерентных процессов фоторождения и фоторасщепления, так что соответствующее полное сечение пропорционально массовому числу А. Напротив, для пион-ядерного рассеяния в области изобары А (1232) сильное влияние когерентного многократного рассеяния приводит к заметному экранированию и полное сечение приближенно пропорционально

Это качественное поведение ясно проявляется в характерной разнице между -ядерными и у-ядерными полными сечениями в резонансной области. Типичный пример показан на рис. 8.17.

Рис. 8.17. Сравнение полных сечений в области резоиаиса Сумма свободных пион-нуклонных сечений показана для ориентировки. Данные для из работы Carroll et al., 1974; данные для — это экстраполированные значения, взятые из работы Rost, 1980. Штриховые кривые проведены на глаз

у-ядерное сечение все еще отражает положение и силу свободной изобары просуммированную по отдельным нуклонам, хотя и имеется уширение за счет многочастичных механизмов, что будет обсуждаться в следующем разделе. Такое поведение наблюдается для широкого круга ядер, примеры чего приведены также на рис. 7.11. Вместе с тем, -ядерное сечение показывает сильное упругое уширение и сдвиг в положении пика, вызванные когерентным многократным рассеянием (см. раздел 7.4.3).