w
и импульсом р. Для виртуальных g-квантов такое
равенство не имеет места, что позволяет при рассеянии электронов варьировать
независимо каждую кинематич. переменную.Электроядерные реакции - ядерные превращения, идущие при рассеянии
электронов атомными ядрами. Согласно представлениям квантовой электродинамики, рассеяние
электронов на нуклоне происходит путём обмена виртуальными g-квантами.
В большинстве случаев достаточно ограничиться обменом одним g-квантом.
Отличие виртуальных g-квантов от реальных состоит
в том, что для последних имеет место однозначная связь между переданной нуклону
энергией w
и импульсом р. Для виртуальных g-квантов такое
равенство не имеет места, что позволяет при рассеянии электронов варьировать
независимо каждую кинематич. переменную.
Если фиксировать только рассеянный электрон, то сечение процесса выражается через две т. н. структурные функции ядра, к-рые зависят от переданной энергии и переданного импульса. Одна (продольная) связана с распределением заряда в ядре, а другая (поперечная) - с распределением тока намагниченности. На рис. показана зависимость первой структурной функции R от переданного ядру импульса p и энергии (2p/h)w (горизонтальная ось). Если ядру не передаётся внутр. энергия, то имеет место процесс упругого рассеяния электронов. Соответствующая структурная функция (кривая 1), наз. упругим формфактором, отражает распределение заряда ядра.
При очень больших переданных импульсах электрон "чувствует" кварковую
структуру ядерной системы. В асимптотич. области функция R должна вести
себя как Q-2(n-1), где Q - переданный 4-импульс,
n - число кварков
в ядре (правило кваркового счёта). В случае нуклона (n = 3) асимптотич.
область экспериментально достигнута и соответствующая зависимость наблюдается.
Для дейтрона область, где он ведёт себя как шестикварковая система (n
= 6), и тем более для ядер с большим числом нуклонов эта область ещё не достигнута.
Вторая структурная функция
(упругий магн. формфактор) характеризует распределение тока намагниченности
в ядре. В магн. формфактор при больших переданных импульсах значит. вклад приходится
на двухчастичный обменный ток, а затем и кварковые степени свободы.
Кривая 2 отвечает случаю,
когда р=
w/c.
Это условие реализуется при поглощении реального g-кванта (см. Фотоядерные
реакции).
Кривая 3 даёт срез структурной
функции при фиксированном значении переданного импульса. При малых значениях переданной
энергии в структурной функции проявляются узкие пики, отвечающие возбуждению дискретных
и квазидискретных состояний ядра. Далее следует широкий пик, отвечающий возбуждению
мультипольных гигантских ре-зонансов (ГР)- монопольных, дипольных, квадрупольных
и более высокой мультипольности. Механизм распада гигантских резонансов, возбуждаемых
при рассеянии электронов, аналогичен механизму распада при поглощении g-квантов.
Следующий пик в структурной
функции проявляется при энергии 
w
p2/2M+<B>,
где M - масса нуклона, <B> - ср. энергия связи нуклона в
ядре. Это пик квазиупругого выбивания нуклона из ядра (КУ). Измерения на совпадение
рассеянного электрона и выбитого нуклона (или нук-лонной ассоциации) позволяют
получить данные об их распределении по импульсам (см. Совпадений метод).
При большей энергии наблюдается
ещё один пик в структурной функции. Он связан с рассеянием электрона на одном
нуклоне, в результате чего возбуждаются нуклон-ные степени свободы, и в первую
очередь D-изобара (1232). Аналогичная картина имеет место и при поглощении
g-кванта (см. Резонансы).
Область больших переданных
импульсов и энергий получила назв. области глубоко неупругих процессов (ГН).
Здесь структурные функции зависят не от каждой кинематич. переменной, а от их
комбинации. Из этого следует, что внутри адронов нет масштаба расстояний, т.
е. кварки, на к-рых рассеивается электрон, являются точечными частицами (см.
Масштабная инвариантность ).Комбинацию первоначальных кинематич. переменных,
от к-рых только и зависят структурные функции в сечении при глубоко неупругих
процессах, наз. скейлинговыми переменными.
Отношение структурной функции ядра к сумме структурных функций составляющих его нуклонов имеет сложную зависимость от скейлинговой переменной, к-рая наблюдалась группой экспериментаторов, объединённых в европейскую мюонную коллаборацию (ЕМС-эффект). Эта зависимость обусловлена вкладом пионов, к-рыми обмениваются нуклоны в ядре, ядерной структурой и др.
P. А. Эрамжян.
|
|
 |
