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电子—核物质准弹性散射中负能海贡献的研究

王世宽  
【摘要】:多年的实验证明电子散射是探测核的性质的非常好的实验手段,而且由于电子与核子的电磁相互作用与核子之间的相互作用相比是很弱的,所以可以采用Born近似和单光子交换近似.这样在理论处理上就简单多了.散射截面可以用响应函数表示,而响应函数包含了核体系的大量信息. 尽管非相对论性的两核子相互作用势在描述核的各种性质时取得了很大的成功,但是要较完整的理解核的各种性质必须采用相对论性的多体理论.目前相对论性的量子场理论已经广泛的用于核多体问题的研究,如量子色动力学(QCD),量子强子动力学(QHD)等.虽然QCD是强相互作用的理论基础,但是对于非微挠低能领域已知的QCD中尚缺乏恰当的求解方法,另一方面,对于大多数核现象起主要作用的是强子而不是夸克胶子自由度.因此当前核现象的相对论多体理论仍主要建立在量子强子动力学(QHD)基础上,而且量子强子动力学在具体应用时较量子色动力学要简单的多,而且也取得了巨大的成功. 本文中我们采用了最简单的量子强子动力学模型-Walecka模型, 该模型只包括中性标量介子σ与中性矢量介子ω. 由于Walecka模型中介子与核子的耦合常数很大,所以必须采用非微扰的方法计算,至少要进行部分求和.我们用相对论性的Hartree近似计算核子的完全传播子,对蝌蚪图无限求和(包含真空极化的贡献,并进行了自洽计算),在计算流-流关联函数时对 ring 图进行无限求和(即相对论性无规位相近似RRPA). 在Walecka模型中,核子通过交换虚介子而相互作用,核子是没有内部结构的,一般当着点粒子看待,本文中的形状因子是唯象的引进的.对于核物质关联函数的FF项中来自核子反常电磁流的部分(称之为反常FF项)及来自核子Dirac流的部分(称之为Dirac FF项)是发散的.关联函数中来自Dirac流的FF项可以通过引进恰当的抵消项和重整化条件将之重整 WP=57 化.而反常FF项是不可重整化的, HARUKI KURASAWA等在计算响应函数时忽略了反常FF项的贡献, 到目前我们也没有看到别人考虑过这项的贡献. 通过分析我们发现反常FF项中的发散积分与Dirac FF项中的一个发散积分相同,因此我们对反常FF项中的发散积分进行与Dirac FF项中的相同的发散积分一样的减除,从而使积分收敛了.计算发现: Dirac FF项对响应函数有很重要的贡献,而反常FF项对纵向响应函数的影响只有 左右,它对横向响应函数没有明显的贡献,只有千分之几. 考虑反常FF项后响应函数的值变小了..计算结果表明负能海中的粒子-反粒子激发仅在Dirac FF项中起很重要的作用,而在反常FF项中起的作用很小.在计算 响应函数时,反常FF 项的贡献是可以忽略的. 由于有限核目前尚无恰当的重整化理论计算方法,所以我们只考虑核物质.


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