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光致π~0介子产生反应和实光子康普顿散射中反冲质子极化度研究

罗伟  
【摘要】:光致π0介子产生反应和实光子康普顿散射是中高能粒子物理与核物理实验中最常见的基本反应中的两个,通过对它们的研究有助于我们对于基本粒子层面相互作用机制的理解。本论文通过对2007-2008年间在美国Jefferson Lab进行的一系列实验所采集的数据进行分析,给出了这两个反应过程中的反冲质子极化度的测量结果。 本论文在GEp-Ⅲ和GEp-2γ实验采集的数据中成功的鉴别出了光致π0介子产生反应,此结果增加了这两个实验的物理结果产出。在鉴别得到的光致π0介子产生反应数据中入射光子的最高能量为5.6GeV,此能量是至今对于此反应过程中的反冲质子极化度测量的最高值,并且本实验结果的测量精度高于此前的实验结果。本实验结果在低能区域内(小于2.7GeV)与此前的测量结果以及SAID模型给出理论预测曲线符合的很好。在高能区域(大于3GeV)与基于微扰量子色动力学的理论模型给出的预测值不符合。并且发现当入射光子能量在5.6GeV附近时反冲质子的转移极化度分量和诱发极化度分量与入射光子能量和出射π0介子角度有着强烈的依赖关系,此现象可能是高质量重子共振态存在的一个佐证。 在实光子康普顿散射实验中,通过将实验数据与基于手袋模型和微扰量子色动力学理论的预测曲线的对比发现实验的结果更加接近手袋模型预测的曲线。这一事实再次证明了微扰量子色动力学在入射光子能量为3.6GeV的实光子康普顿散射过程中不适用。结合Hall A得到的实光子康普顿散射实验结果,本论文结果对于两种基于手袋模型的理论计算结果给出了初步的区分。


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