Các kết quả thu được đã được công bốbằng các bài báo khoa học: một bài đã đăng
trong Tuyển tập các công trình Vật lý Việt Nam năm 2006 [12], một bài trên Thông báo
KH TĐH Đà Lạt 2007 [13], một bài gửi đăng trên tạp chí Vật lý Việt Nam năm 2008 (đã
nhận đăng) và hai bài gửi đăng trên tạp chí Nuclear Physics EU năm 2008 (đã nhận
đăng). Các kết quả còn lại có thể công bố trên một sốbài báo nữa.
Các kết quảnghiên cứu này trước hết góp phần vào việc làm sáng tỏ các cơ chế tương
tác có mặt trong hạt nhân mà tác giả đã theo đuổi trong nhiều năm nay. Nó cũng góp
phần vào thành tựu chung trong các nghiên cứu khoa học cơbản ởViệt Nam. Kết quả
nghiên cứu có thể sử dụng trong các viện nghiên cứu, các trường đại học trong đó có
chuyên ngành vật lý hạt nhân. Các kết quả nghiên cứu đạt được cũng bổsung vào nội
dung giảng dạy cho chuyên ngành vật lý hạt nhân ởbậc đại học và sau đại học.
27 trang |
Chia sẻ: lethao | Lượt xem: 1631 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Nghiên cứu cấu trúc động lực của hạt nhân bằng tán xạ Lepton - Hạt nhân, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
)
9
Trong khai triển ta đã dùng hệ tọa độ trong đó xung lượng truyền q hướng dọc theo trục
Z và ep (p = 0, ±1) là các vectơ đơn vị chu trình trong hệ đó, ( , ,0)LpmD γ β là các hàm
Wigner trong đó các góc γ và β biểu thị phương của định hướng hạt nhân. Các lượng CLmF
và pLmF là các thành phần đa cực của dòng với p = 0, ±1 và ta sử dụng các ký hiệu sau
0 ||Lm LmF F≡ , ( )1 12 E MLm Lm LmF F F± ≡ − ± .
Ta gọi CLmF , ||LmF , ELmF , MLmF là thành phần Coulomb, dọc, điện và từ (ngang) lần lượt, với
momen góc Lm (bậc của đa cực). Các công thức ngược biểu thị các thành phần này qua
dòng là
3( ) ( ) ( , )C L CLm LmFF q i B q dρ= ∫ r r r ,
1 3( ) ( ). ( , )E L ELm F LmF q i q d+= ∫ J r B r r ,
3( ) ( ). ( , )M L MLm F LmF q i q d= ∫ J r B r r ,
|| 1 || 3( ) ( ). ( , )LLm F LmF q i q d−= ∫ J r B r r , (6)
Trong đó CLmB và XLmB (X = E, M, ||) là các hàm thế đa cực (Coulomb và vectơ) của trường.
Tác giả đã phát triển phương pháp trình bày trên xét cho tương tác hợp nhất điện từ-
yếu và áp dụng tính tiết diện tán xạ, từ đó tính độ bất đối xứng. Sau đây là các kết quả
(Các công thức có đánh dấu * là của tác giả).
IV. CÁC KẾT QUẢ
1. Khai triển đa cực cho tiết diện tán xạ
Tương tự với khai triển của dòng điện từ (5-6), dòng yếu trung hòa của hạt nhân có
khai triển thành các thành phần đa cực như sau:
*0( ) 4 (2 1) ( , ,0) ( )L CZ m Lm
Lmp
L D Z qρ π γ β= +∑q ,
* *( ) 4 (2 1) ( , ,0) ( )L pZ pm Lm p
Lmp
L D Z qπ γ β= +∑J q e , (7*)
với
10
3( ) ( ) ( , )C L CLm LmZZ q i B q dρ= ∫ r r r ,
1 3( ) ( ). ( , )E L ELm Z LmZ q i q d+= ∫ J r B r r ,
3( ) ( ). ( , )M L MLm Z LmZ q i q d= ∫ J r B r r ,
|| 1 || 3( ) ( ). ( , )LLm Z LmZ q i q d−= ∫ J r B r r . (8*)
Theo lý thuyết hợp nhất điện từ-yếu, dòng yếu trung hòa có cấu trúc gồm hai dòng:
dòng vectơ Vα và dòng trục Aα:
ZJ V Aα α α= + , (0) (1)( ) ( )V S V VV V Vα α αβ β= + , (0) (1)( ) ( )A S A VA A Aα α αβ β= + , (9)
(0) 2V Wxβ = − , (1) 1 2V Wxβ = − , (0) 0Aβ = , (1) 1Aβ = , xW ≡ e/g = sin2θW
trong đó các chỉ số dưới (S) và (V) biểu thị các thành phần isoscalar và isovector. Theo ký
hiệu này thì dòng điện từ có cấu trúc như sau:
( ) ( )F S VJ V Vα α α= + . (10)
Các dòng và các thành phần của chúng trong các công thức trên được hiểu theo nghĩa
toán tử. Trong các quá trình tán xạ ta phải lấy yếu tố ma trận giữa các trạng thái đầu
|JiMi〉 và cuối |JfMf〉 của hạt nhân. Các yếu tố ma trận ấy | |Xf f Lm i iJ M S J M〈 〉 (S = F, Z; X =
C, ||, E, M) có thể rút gọn theo định lí Wigner-Eckart
1| | || ||
2 1
f f
i i
J MX X
f f Lm i i J M Lm f L i
f
J M S J M C J S J
J
〈 〉 = 〈 〉+ , (11)
trong đó || ||Xf L iJ S J〈 〉 là các yếu tố ma trận rút gọn, mà chúng ta sẽ gọi là “các thừa số
dạng đa cực ” của hạt nhân (trong chuyển dời đang xét) và kí hiệu đơn giản là XLS .
Bây giờ đặt tất cả các biểu thức khai triển vào (1) và (2), ta thu được các công thức
sau cho tiết diện tán xạ lepton-hạt nhân khi các hạt định hướng:
( )2 44 ' F FZ ZR R RQ
πα εσ ηε= + + (12*)
RF = (1 + ξξ’)A1 + (ξ + ξ’)A2 ,
RFZ = 2λ[gV(1 + ξξ ’) + gA(ξ + ξ ’)]B1 +
+ 2λ[gV(ξ + ξ ’) + gA(1 + ξξ ’)]B2 ,
RZ = λ2[( 2 2V Ag g+ )(1 + ξξ ’) + 2gVgA(ξ + ξ ’)]C1 +
+ 2λ[( 2 2V Ag g+ )(ξ + ξ ’) + 2gV gA(1 + ξξ ’)]C2 , (13*)
11
trong đó
A1 = 4 (2 1)iJ ν
ν
π α+ ∑ ( 0 || 0 || || 0 ||F F FC C C Cu Q K u Q K u Q Kν ν νν ν ν+ + +
+ 0 2 1 || 1 ||F F F FT T TT TT CT CT T Tu Q K u Q K u Q K u Q Kν ν ν νν ν ν ν+ + + ),
A2 = 4 (2 1)iJ ν
ν
π α+ ∑ ( ' ' ' ' ' '0 1 || 1 ||F F FT T CT CT T Tu Q K u Q K u Q Kν ν νν ν ν+ + ).
B1 = 4 (2 1)iJ ν
ν
π α+ ∑ ( 0 || 0 || || 0 ||FZ FZ FZC C C Cu Q K u Q K u Q Kν ν νν ν ν+ + +
+ 0 2 1 || 1 ||FZ FZ FZ FZT T TT TT CT CT T Tu Q K u Q K u Q K u Q Kν ν ν νν ν ν ν+ + + ),
B2 = 4 (2 1)iJ ν
ν
π α+ ∑ ( ' ' ' ' ' '0 1 || 1 ||FZ FZ FZT T CT CT T Tu Q K u Q K u Q Kν ν νν ν ν+ + ).
C1 = 4 (2 1)iJ ν
ν
π α+ ∑ ( 0 || 0 || || 0 ||Z Z ZC C C Cu Q K u Q K u Q Kν ν νν ν ν+ + +
+ 0 2 1 || 1 ||Z Z Z ZT T TT TT CT CT T Tu Q K u Q K u Q K u Q Kν ν ν νν ν ν ν+ + + ),
C2 = 4 (2 1)iJ ν
ν
π α+ ∑ ( ' ' ' ' ' '0 1 || 1 ||Z Z ZT T CT CT T Tu Q K u Q K u Q Kν ν νν ν ν+ + ). (14*)
Trong (12) và (13) hạng thức RF biểu thị phần tham gia và tiết diện tán xạ từ tương tác
điện từ, RZ – phần tham gia do tương tác yếu, còn hạng thức RFZ ứng với sự giao thoa
giữa hai tương tác – điện từ và yếu. Từ đây về sau các chỉ số F, Z, FZ ở các đại lượng
khác nhau sẽ đều mang ý nghĩa này.
Trong (14) chúng ta có 10 hệ số động học sau
1.
2
2 '
2C
Qu εε= + = 2εε’(1 - x2),
2.
2 2
' 2
|| || || 22 2 '(1 )2
Qu k k x
q
ω εε= − = − ,
3. ' 2|| || ||2 ( ' ) 4 '(1 )Cu k k xq
ωε ε εε= − + = − − ,
4.
2
2 2 2 2 2
2
2 ( ' 2 ' ) '
2T t
Qu k x x
q
ε ε εε εε= − = + + ,
5. 2 2 2 2 22
4 ' (1 )TT tu k x xq
ε ε= − = − − ,
6. 242( ') ( ') ' 1CT tu k x xq
ε ε ε ε εε= − + = − + − ,
7. ' 2|| || || 22 ( ) 4 ( ') ' 1T tu k k k x xq
ω ε ε εε= + = + − ,
8. ' ' 2|| ||
2' ) ( ') 'Tu k k xq
ε ε ε ε εε= − = − + ,
9. 'CTu = - |k × k’| = - 2εε’sinθ = - 4 εε’ 21x x− ,
12
10. ' 2|| 2 ( ') 4 ' 1T tu k x xq
ωε ε εε= − = − . (15*)
Các kết quả trong mục này tác giả đã thực hiện trước đây, nhưng đã sửa lại các phép
tính gần đúng liên quan đến mối quan hệ các năng lượng lepton trước và sau phản ứng để
các công thức phù hợp trên khoảng năng lượng rộng hơn.
2. Các dạng song tuyến
Các lượng YXK ν (X = C, ||, C||, T, TT, CT, ||T) và 'YXK ν (X = T, CT, ||T) trong đó Y = F,
FZ, Z là các dạng song tuyến của các thừa số dạng đa cực. Tác giả đã tính được tất cả các
dạng song tuyến có mặt trong tiết diện tán xạ. Với tương tác điện từ chúng có dạng sau
(0) '
'
( ')F C CC L L
LL
K F LL F Fν ν= ∑ ,
(0) || |||| '
'
( ')F L L
LL
K F LL F Fν ν= ∑ ,
(0) |||| '
'
( ')F CC L L
LL
K F LL F Fν ν= ∑ ,
(1) ' ' '
'
( ') ( 2 )F E E M M E MT L L L L L L
LL
K F LL F F F F F Fν ν= + +∑
(1) ' ' '
'
( ') ( 2 )F E E M M E MTT L L L L L L
LL
K F LL F F F F F Fν ν= − −∑ %
(01) ' '
'
( ') ( )F C E MCT L L L
LL
K F LL F F Fν ν= −∑ ,
(01) |||| ' '
'
( ') ( )F E MT L L L
LL
K F LL F F Fν ν= −∑ , (16*)
và trong trường hợp tương tác điện từ thuần túy ta có 'F FT TK Kν ν= , 'F FCT CTK Kν ν= , '|| ||F FT TK Kν ν= .
Các hệ số (0) ( ')F LLν ,
(1) ( ')F LLν ,
(1) ( ')F LLν% và (01) ( ')F LLν nêu trong [21, 16, 17]. Trên thực
tế các hệ số này còn phụ thuộc vào spin hạt nhân ở trạng thái đầu Ji và cuối Jf.
Với hạng thức giao thoa tính được
(0) ' '
'
( ') ( )FZ C C CC L L L
LL
K F LL F V Aν ν= +∑ ,
(0) || || |||| ' '
'
( ') ( )FZ L L L
LL
K F LL F V Aν ν= +∑ ,
(0) || || |||| ' ' ' '
'
1 ( ')[ ( ) ( )]
2
FZ C C C
C L L L L L L
LL
K F LL F V A F V Aν ν= + + +∑ ,
(1) ' ' ' ' ' ' ' '
'
( ')[ ( ) ( ) ( ) ( )]FZ E E E M M M E M M M E ET L L L L L L L L L L L L
LL
K F LL F V A F V A F V A F V Aν ν= + + + + + + +∑ ,
(1) ' ' ' ' ' ' ' '
'
( ')[ ( ) ( ) ( ) ( )]FZ E E E M M M E M M M E ETT L L L L L L L L L L L L
LL
K F LL F V A F V A F V A F V Aν ν= + − + − + + +∑ % ,
13
(01) ' ' ' ' ' ' '
'
1 ( ')[ ( ( )( )]
2
FZ C E E M M C C E M
CT L L L L L L L L L
LL
K F LL F V A V A V A F Fν ν= + − − + + −∑ ,
(01) || || ||
|| ' ' ' ' ' ' '
'
1 ( ')[ ( ( )( )]
2
FZ E E M M E M
T L L L L L L L L L
LL
K F LL F V A V A V A F Fν ν= + − − + + −∑ ,
' (1) ' ' ' ' ' ' ' '
'
( ')[ ( ) ( ) ( ) ( )]FZ E E E M M M E M M M E ET L L L L L L L L L L L L
LL
K F LL F V A F V A F V A F V Aν ν= + + + + + + +∑ ,
' (01) ' ' ' ' ' ' '
'
1 ( ')[ ( ( )( )]
2
FZ C E E M M C C E M
CT L L L L L L L L L
LL
K F LL F V A V A V A F Fν ν= + − − + + −∑ ,
' (01) || || ||
|| ' ' ' ' ' '
'
1 ( ')[ ( ( )( )]
2
FZ E E M M E M
T L L L L L L L L L
LL
K F LL F V A V A V A F Fν ν= + − − + + −∑ . (17*)
Ở đây cũng như về sau này ta qui ước như sau: trong tổng theo LL’ các hạng thức có gạch
chân sẽ chỉ xuất hiện khi ν lẻ, còn các hạng thức không gạch chân đứng cạnh đó sẽ có
mặt chỉ khi ν chẵn .
Cuối cùng là các dạng song tuyến ở phần tương tác yếu thuần túy
(0) ' ' '
'
( ')( 2 )Z C C C C C CC L L L L L L
LL
K F LL V V A A V Aν ν= + +∑ ,
(0) || || || || || |||| ' ' '
'
( ')( 2 )Z L L L L L L
LL
K F LL V V A A V Aν ν= + +∑ ,
(0) || || || |||| ' ' ' '
'
( ')( )Z C C C CC L L L L L L L L
LL
K F LL V V A A V A V Aν ν= + + +∑ ,
(1) ' ' ' '
'
( ')[( )Z E E E E M M M MT L L L L L L L L
LL
K F LL V V A A V V A Aν ν= + + +∑ % +
+ ' ' ' ' ' '2( ) 2( )E M E M E E M M E M M EL L L L L L L L L L L LV V A A V A V A V A V A+ + + + + ,
(1) ' ' ' '
'
( ')[( )Z E E E E M M M MTT L L L L L L L L
LL
K F LL V V A A V V A Aν ν= + − −∑ % -
- |' ' ' ' ' '2( ) 2( )E M E M E E M M E M M EL L L L L L L L L L L LV V A A V A V A V A V A+ + − − + ,
(01)
' ' ' ' ' ' ' '
'
( ')[ ( ) ( ) ( ) ( )]Z C E M C E M C E M C E MCT L L L L L L L L L L L L
LL
K F LL V V V A A A V A A A V Vν ν= − + − + − + −∑
(01) || || || ||
|| ' ' ' ' ' ' ' '
'
( ')[ ( ) ( ) ( ) ( )]Z E M E M E M E MT L L L L L L L L L L L L
LL
K F LL V V V A A A V A A A V Vν ν= − + − + − + −∑ ,
' (1)
' ' ' '
'
( ')[Z E E E E M M M MT L L L L L L L L
LL
K F LL V V A A V V A Aν ν= + + +∑ +
+ ' ' ' ' ' '2( ) 2( )]E M E M E E M M E M M EL L L L L L L L L L L LV V A A V A V A V A V A+ + + + + ,
' (01) ' ' ' ' ' ' ' '
'
( ')[ ( ) ( ) ( ) ( )]Z C E M C E M C E M C E MCT L L L L L L L L L L L L
LL
K F LL V V V A A A V A A A V Vν ν= − + − + − + −∑ ,
14
' (01) || || || ||
|| ' ' ' ' ' ' ' '
'
( ')[ ( ) ( ) ( ) ( )]Z E M E M E M E MT L L L L L L L L L L L L
LL
K F LL V V V A A A V A A A V Vν ν= − + − + − + −∑ .(18*)
Để tiện về sau, sau đây ta hãy viết tách riêng hạng thức ở (14) ứng với ν = 0:
( )0 2 || 2 2 2 21 || ||4 ( ) ( ) ( ) ( ) ( )C C E MC L L C L T L L
L
A u F u F u F u F Fπ ⎡ ⎤= + + + +⎣ ⎦∑ ,
02 0A =
01 4
L
B π= ∑ [ || ||||C CC L L L Lu F V u F V+ +
+ || |||| ( )C CC L L L Lu F V F V+ + ( )E E M MT L L L Lu F V F V+ ] ,
0 '2 4 ( )E M M ET L L L L
L
B u F A F Aπ= +∑ ,
01 4
L
C π= ∑ { 2 2[( ) ( ) ]C CC L Lu V A+ + || 2 || 2||[( ) ( ) ]L Lu V A+ +
+ || |||| ( )C CC L L L Lu V V A A+ + 2 2 2 2[( ) ( ) ( ) ( ) ]E E M MT L L L Lu V A V A+ + + ,
0 '2 4 ( )E M M ET L L L L
L
C u V A V Aπ= +∑ . (19*)
Các hạng thức này ứng với tán xạ không định hướng.
Sự tồn tại của các thừa số dạng đa cực cụ thể trong mỗi quá trình được xác định bởi
các qui tắc chọn lọc về spin và chẵn lẻ.
3. Tán xạ đàn hồi
Sau đây là các kết quả tính của tác giả cho các dạng song tuyến ở ba trường hợp tán
xạ đàn hồi của lepton lên các hạt nhân có spin 1/2, 1 và 3/2.
a. Hạt nhân spin J = 1/2:
Tồn tại các thừa số dạng đa cực sau: ||0 1 0 1 1 1, , , , và .C M C M EF F V V A A
0 2 0 2 1 2 1 00 1 1 0 1 0 0( ) , ( ) , ( ) , , ,F C F M F M F C M FZ C CC T T CT CK F K F K F K F F K F V= = = − = =
0 1 1 1 || 1
1 1 0 1 1 1 0 1 || 1 1
1 1 1, , , , ,
2 2 2
FZ M M FZ C M FZ M E FZ C FZ M E
T C T CT TK F V K F A K F A K F A K F A= = = − = = −
( )0 1 11 1 1 1 0 1 1 01, , ,2FZ M E FZ M M FZ C M M CT T CTK F A K F V K F V F V′ ′ ′= = − = +
0 2 0 || 2 0 2 20 || 1 1 1( ) , ( ) , ( ) ( ) ,Z C Z Z M EC TK V K A K V A= = = +
1 || 1 1 1 || 0
|| 0 1 1 1 0 1 || 0 1 1 1, 2 , , , 2 ,
Z C Z M E Z C E Z C Z M E
C T CT T TK V A K V A K V A K V A K V A′= = − = − = =
1 2 2 1 1 ||1 1 0 1 || 1 1( ) ( ) , , .Z M E Z C M Z ET CT TK V A K V V K A A′ ′ ′⎡ ⎤= − + = =⎣ ⎦ (20*)
15
b. Hạt nhân spin J = 1:
Các thừa số dạng đa cực có mặt là: ||0 2 1 0 2 1 1 1, , , , , , và .C C M C C M EF F F V V V A A
0 2 2 0 2 2 2 20 2 1 0 2 2 1
1 1( ) ( ) , ( ) , 2 , ( ) ,
2 2 2
F C C F M F C C C F M
C T C TK F F K F K F F F K F
⎛ ⎞= + = = − = −⎜ ⎟⎝ ⎠
2 2 2 1 2 11 2 1 1 0 2 1
3 3 3 1( ) , , ( ) , ,
2 2 2 2 2 2 2
F M F C M F M F C C M
TT CT T CTK F K F F K F K F F F
⎛ ⎞′= = − = − = −⎜ ⎟⎝ ⎠
0 0 1 ||0 0 2 2 1 1 || 0 2 1
1 1, , ,
2 2
FZ C C C C FZ M M FZ C C
C T CK F V F V K F V K F F A
⎛ ⎞= + = = +⎜ ⎟⎝ ⎠
1 1 || 11 1 || 0 2 1 1 1
1 1 3, , ,
2 2 2 2
FZ M M FZ C C FZ M E
T C TK F V K F F A K F A
⎛ ⎞= = + = −⎜ ⎟⎝ ⎠
1 1 ||0 2 1 || 1 1
1 1 3, ,
2 2 2 4 2
FZ C C E FZ M
CT TK F F A K F A
⎛ ⎞= − − = −⎜ ⎟⎝ ⎠
2 2 2
0 2 2 0 2 2 || 1 1 1 1
1 1 3, , ,
22 2 2
FZ C C C C C C FZ M M FZ M M
C T TTK F V F V F V K F V K F V= + − = − =
( )2 0 12 1 1 2 1 1 1 13 3, , ,2 2 2 2FZ C M M C FZ M E FZ M MCT T TK F V F V K F A K F V′ ′= − + = − =
( ) ( )1 20 1 1 0 2 1 1 2 1 11 1 1, ,2 4 2 2 2FZ C M M C C M M C FZ M ECT TK F V F V F V F V K F A′ ′= + − + =
2 2 ||2 1 || 1 1
3 3, ,
4 2 4 2
FZ C E FZ M
CT TK F A K F A′ ′= =
0 2 2 0 || 2 0 2 20 2 || 1 1 1( ) ( ) , ( ) , ( ) ( ) ,Z C C Z Z M EC TK V V K A K V A= + = = +
1 || 1 1|| 0 2 1 1 1 0 2 1
1 3 1, , ,
22 2 2
Z C C Z M E Z C C E
C T CTK V V A K V A K V V A
⎛ ⎞ ⎛ ⎞= + = − = − −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠
2 || 2 2 2 2 2 2 2
|| 1 1 1 1 1
1 1 3( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) ,
22 2 2
Z Z M E Z M E
T TK A K V A K V A⎡ ⎤ ⎡ ⎤= − = − + = −⎣ ⎦ ⎣ ⎦
2 2 || 02 1 || 1 1 1 1
3 3, , 2 ,
2 2 2 2
Z C M Z E Z M E
CT T TK V V K A A K V A′= − = − =
1 2 2 1 1
1 1 0 2 1 || 1 1
3 1 1( ) ( ) , , ,
2 2 2 2 2
Z M E Z C C M Z M E
T CT TK V A K V V V K V A
⎛ ⎞′ ′ ′⎡ ⎤= − + = − = −⎜ ⎟⎣ ⎦ ⎝ ⎠
2 2 21 2 2 1 || 1 1
1 3 3, , .
2 2 2 2 2 2
Z M E Z C E Z M E
T CT TK V A K V A K V A′ ′ ′= − = = (21*)
c. Hạt nhân spin J = 3/2:
Các thừa số dạng đa cực có mặt: || ||0 2 1 3 0 2 1 3 1 3 1 3, , , , , , , , , , và .C C M M C C M M E EF F F F V V V V A A A A
16
0 2 2 0 2 2 2 2 20 2 1 3 0 2 1
1( ) ( ) , ( ) ( ) , 2 , ( ) ,
2 2
F C C F M M F C C F M
C T C TK F F K F F K F F K F= + = + = = −
2 2 2 2 2 21 1 3 3 1 1 3 3
1 22( ) 2 6 3( ) , ( ) 6( ) ,
5 5
F M M M M F M M M M
T TK F F F F K F F F F⎡ ⎤ ⎡ ⎤= − − + = − +⎣ ⎦ ⎣ ⎦
( )2 1 2 22 1 3 1 31 23 2 , ( ) ( ) ,55F C M M F M MCT TK F F F K F F′ ⎡ ⎤= − + = +⎣ ⎦
( )1 30 1 2 1 2 3 1 3 32 6 1, 2 6 ,5 5 5F C M C M C M F M M MCT TK F F F F F F K F F F′ ′= − + = − −
3 00 3 2 1 2 3 0 0 2 2
6 3 , ,
5 5
F C M C M C M FZ C C C C
CT CK F F F F F F K F V F V′ = + − = +
0 1 || || ||1 1 3 3 || 0 1 2 1 2 3
1 4 3, ,
2 5 5
FZ M M M M FZ C C C
T CK F V F V K F A F A F A
⎛ ⎞= + = + +⎜ ⎟⎝ ⎠
( )1 11 1 3 3 0 1 2 1 2 31 1 2 6, ,2 5 55FZ M E M E FZ C E C E C ET CTK F A F A K F A F A F A
⎛ ⎞= − + = − − +⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠
( )1 || || 2|| 1 1 3 3 0 0 2 21 6 , ,2 5FZ M M FZ C C C CT CK F A F A K F V F V= − + = +
( )2 1 1 1 3 3 1 3 31 2 6 3 ,5FZ M M M M M M M MTK F V F V F V F V⎡ ⎤= − − + +⎣ ⎦
( )2 1 1 1 3 3 1 3 31 2 6 2 6 ,5FZ M M M M M M M MTTK F V F V F V F V⎡ ⎤= − + −⎣ ⎦
( ) ( )2 2 1 1 2 2 3 3 21 3 2 ,2 5FZ C M M C C M M CCTK F V F V F V F V⎡ ⎤= − + + +⎣ ⎦
( )3 || || || 3|| 0 3 2 1 2 3 1 3 3 1 3 31 3 4 1, 6 ,2 5 5 5FZ C C C FZ M E M E M EC TK F A F A F A K F A F A F A⎛ ⎞ ⎡ ⎤= − + − = − + −⎜ ⎟ ⎣ ⎦⎝ ⎠
3 31 3 3 1 0 3 2 1 2 3
1 6 3, ,
2 5 5
FZ M E M E FZ C E C E C E
TT CTK F A F A K F A F A F A
⎛ ⎞= − + = − + −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠
( )3 || || || 0|| 1 3 3 1 3 3 1 1 3 31 6 , ,2 5FZ M M M FZ M E M ET TK F A F A F A K F A F A′= − + − = +
( )1 1 1 3 31 ,5FZ M M M MTK F V F V′ = − +
( ) ( ) ( )1 0 1 1 0 2 1 1 2 2 3 3 21 2 6 ,2 5 5FZ C M M C C M M C C M M CCTK F V F V F V F V F V F V⎡ ⎤′ = + − + + +⎢ ⎥⎣ ⎦
( ) ( )2 21 3 1 3 3 1 3 3 2 1 31 12 6 3 , 3 2 ,5 2 5FZ M E M E M E M E FZ C E ET CTK F A F A F A F A K F A A⎡ ⎤′ ′= − − + + = +⎣ ⎦
( )3 || || || |||| 1 1 1 3 3 1 3 31 2 3 3 2 2 2 ,10FZ M M M MTK F A F A F A F A′ = − + −
17
( )3 1 3 3 1 3 31 6 ,5FZ M M M M M MTK F V F V F V⎡ ⎤′ = − + −⎣ ⎦
( ) ( ) ( )3 0 3 3 0 2 1 1 2 2 3 3 21 6 3 ,2 5 5FZ C M M C C M M C C M M CCTK F V F V F V F V F V F V⎡ ⎤′ = + + + − +⎢ ⎥⎣ ⎦
0 2 2 0 || 2 || 20 2 || 1 3( ) ( ) , ( ) ( ) ,Z C C ZCK V V K A A= + = +
0 2 2 2 2 1 || || ||1 3 1 3 || 0 1 2 1 2 3
4 3( ) ( ) ( ) ( ) , ,
5 5
Z M M E E Z C C C
T CK V V A A K V A V A V A= + + + = + +
( )1 11 1 3 1 0 1 2 1 2 32 2 6, ,5 55Z M E M E Z C E C E C ET CTK V A V A K V A V A V A= − + = − + −
( )1 || || 2 2 || 2 || || || 2|| 1 1 3 3 0 2 || 1 1 3 31 26 , 2 , 2( ) 3 2( ) ,55Z M M Z C C ZT CK V A V A K V V K A A A A⎡ ⎤= − + = = + −⎣ ⎦
2 || 2 2 2 2 2 2 2
|| 1 1 1 1 1
1 1 3( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) ,
22 2 2
Z Z M E Z M E
T TK A K V A K V A⎡ ⎤ ⎡ ⎤= − = − + = −⎣ ⎦ ⎣ ⎦
( ) ( ) ( )2 2 2 2 21 1 1 3 1 3 3 31 2 ( ) ( ) 2 6 2 ( ) ( ) ,5Z M E M M E E M ETK V A V V A A V A⎡ ⎤= − + − + + +⎣ ⎦
( ) ( ) ( )2 2 2 2 21 1 1 3 1 3 3 32 6 ( ) ( ) 6 ( ) ( ) ,5Z M E M M E E M ETTK V A V V A A V A⎡ ⎤= − − − − −⎣ ⎦
( )2 2 || || ||2 1 3 || 0 3 2 1 2 31 3 43 2 , ,5 55Z C M M Z C C CCT CK V V V K V A V A V A= − + = + −
( )2 || || || |||| 1 1 1 3 3 1 3 31 2 3 2 2 3 2 ,5Z E E E ETK A A A A A A A A= − + − −
( ) ( )3 31 3 3 1 3 3 1 3 3 12 6 , 2 ,5Z M E M E M E Z M E M ET TTK V A V A V A K V A V A⎡ ⎤= − + − = − −⎣ ⎦
( )3 3 || || ||0 3 2 1 2 3 || 1 3 3 1 3 35 3 1, 6 ,6 5 5Z C E C E C E Z M M MCT TK V A V A V A K V A V A V A= − − + = − + −
( )0 1 2 2 2 21 1 3 3 1 3 1 312 , ( ) ( ) ( ) ( ) ,5Z M E M E Z M M E ET TK V A V A K V V A A′ ′ ⎡ ⎤= + = − + + +⎣ ⎦
( )1 1 || ||0 1 2 1 2 3 || 1 1 3 32 6 1, 6 ,5 5 5Z C M C M C M Z E ECT TK V V V V V V K A A A A′ ′= − + = +
( ) ( )2 21 3 1 3 3 1 3 3 2 1 32 12 6 3 , 3 2 ,5 5Z M E M E M E M E Z C E ET CTK V A V A V A V A K V A A⎡ ⎤′ ′= − − + + = +⎣ ⎦
( )2 || || || |||| 1 1 1 3 3 1 3 31 2 3 3 2 2 2 ,5Z M M M MTK V A V A V A V A′ = − + −
( ) ( )3 2 21 3 1 3 3 31 2 6 ( ) ( ) ,5Z M M E E M ETK V V A A V A⎡ ⎤′ = − + − +⎣ ⎦
18
( )3 3 || || ||0 3 2 1 2 3 || 1 3 3 1 3 36 3 1, 6 .5 5 5Z C M C M C M Z E E ECT TK V V V V V V K A A A A A A′ ′= + − = + − (22*)
Từ các công thức trên ta thấy có một sự khác nhau rất cơ bản giữa tán xạ các hạt định
hướng và tán xạ các hạt không định hướng. Tiết diện tán xạ các hạt không định hướng
biểu thị qua một vài tổng bình phương các thừa số dạng đa cực, trong khi tiết diện tán xạ
các hạt có định hướng biểu thị qua các dạng song tuyến (nói chung là không chéo) của
các thừa số dạng đó và số dạng song tuyến này nhiều hơn số dạng tổng bình phương nói
trên. Điều đó cho phép ta xác định được từ thực nghiệm riêng rẽ từng thừa số dạng đa
cực, sai kém một dấu chung. Những kết quả cụ thể và riêng lẻ liên quan đến hiệu ứng này
đã được tác giả công bố trong các công trình gần đây [4-11].
4. Tán xạ không đàn hồi
Các quá trình tán xạ không đàn hồi cũng góp phần cung cấp thông tin về cấu trúc hạt
nhân. Sau đây là các dạng song tuyến trong chuyển dời 3/2- → 1/2- của hạt nhân có A = 7
(các hạt nhân 74 Be và 73 Li ). Các thừa số dạng đa cực tham gia vào quá trình tán xạ không
đàn hồi này là: || || ||2 2 1 2 2 2 1 2 1 1 1 2, , , , , , , , , , và .C M E C M E C E MF F F F V V V V A A A A
0 2 0 || 2 0 || 0 2 22 || 2 || 2 2 2 1( ) , ( ) , , ( ) ( ) ,F C F F C F E MC C TK F K F K F F K F F= = = = +
2 2 2 || 2 2 || 2 2 22 || 2 || 2 2 1 1 2 2( ) , ( ) , , ( ) 3 ( ) ,F C F F C F M M E EC C TK F K F K F F K F F F F= − = − = = − −
2 2 2 21 1 2 2 2 1 2 22 3( ) 2 3( ) , 3 ,F M M E E F C M C ETT CTK F F F F K F F F F⎡ ⎤= − + − = − +⎣ ⎦
( )2 1 2 2|| 2 1 2 1 1 2 233 , 5( ) 2 3 3( ) ,10F C M E F M M E ET TK F F F K F F F F⎡ ⎤′= − + = − − +⎣ ⎦
( ) ( )1 12 1 2 || || 1 23 3 , 3 3 ,F C M E F C M ECT TK F F F K F F F′ ′= − − = − −
( ) ( ) ( )3 3 3 ||1 2 2 2 1 2 || 2 1 22 3 , 2 3 , 2 3 ,5F M E E F C M E F M ET CT TK F F F K F F F K F F F′ ′ ′= + = + = +
( )0 0 || || 0 || || 02 2 || 2 2 || 2 2 2 2 2 2 1 11, , , ,2FZ C C FZ FZ C C FZ E E M MC C TK F V K F V K F V F V K F V F V= = = + = +
1 1 || || 1 || ||2 1 || 2 1 || 2 1 2 1 2
1 3, , ,
2 5
FZ C C FZ FZ C C C
C CK F A K F A K F A F A F
⎛ ⎞= = = + +⎜ ⎟⎝ ⎠
( )1 1 1 1 2 2 1 2 11 5 3 3 ,2FZ M E M M E E E MTK F A F A F A F A⎡ ⎤= − − + +⎣ ⎦
( )1 1 1 1 2 2 1 2 21 3 3 3 ,4FZ C M C E C E C MCTK A F A F F A F A= − + − +
( )1 || || || |||| 1 1 3 2 2 1 2 21 5 3 3 3 ,4FZ M E E MTK A F A F F A F A= − + − +
( )2 2 || || 2 || ||2 2 || 2 2 || 2 2 2 21, , ,2FZ C C FZ FZ C CC CK F V K F V K F V F V= − = − = − +
19
( )2 1 1 1 2 2 1 2 23 ,FZ M M M E E M E ETK F V F V F V F V= − + −
( )2 1 1 1 2 2 1 2 22 3 3 ,FZ M M M E E M E ETTK F V F V F V F V⎡ ⎤= − + + −⎣ ⎦
( ) ( )2 2 1 1 2 2 2 2 21 3 ,2FZ C M M C C E E CCTK F V F V F V F V⎡ ⎤= − + − +⎣ ⎦
( ) ( )2 || || || |||| 2 1 1 2 2 2 2 21 3 ,2FZ M M E ETK F V F V F V F V⎡ ⎤= − + − +⎣ ⎦
( )3 3 || || 3 || ||2 1 || 2 1 || 2 1 2 13 3 3, , ,5 5 2FZ C C FZ FZ C CC CK F A K F A K F A F A= − = − = − +
( ) ( )3 31 2 2 1 2 2 1 2 2 13 2 , 10 ,FZ M M E E E M FZ M M E ET TTK F A F A F A K F A F A= + + = − +
( ) ( )3 3 || || ||2 1 2 1 2 2 || 2 1 2 1 2 21 12 3 , 3 ,2 2FZ E C C E C M FZ E E MCT TK F A F A F A K F A F A F A= + + = + +
( )0 11 1 2 2 1 1 1 2 2 1 2 23, 5 3 ,10FZ M E E M FZ M M M E E M E ET TK F A F A K F V F V F V F V⎡ ⎤′ ′= + = − − + +⎣ ⎦
( ) ( )1 2 1 1 2 2 2 2 21 3 3 ,2FZ C M M C C E E CCTK F V F V F V F V⎡ ⎤′ = − + − +⎣ ⎦
( ) ( )1 || || || |||| 2 1 1 2 2 2 2 21 3 3 ,2FZ M M E ETK F V F V F V F V⎡ ⎤′ = − + − +⎣ ⎦
( )2 1 1 1 2 2 1 2 21 3 ,2FZ M E M M E E E MTK F A F A F A F A⎡ ⎤′ = − + −⎣ ⎦
( )2 1 1 2 1 2 1 2 21 3 3 ,2FZ M C E C C E C MCTK F A F A F A F A′ = − − − +
( )2 || || || |||| 1 1 2 1 2 1 2 21 3 3 ,2FZ M E E C MTK F A F A F A F A′ = − − − +
( )3 1 2 2 1 2 21 3 2 ,5FZ M E E M E ETK F V F V F V⎡ ⎤′ = + +⎣ ⎦
( ) ( )3 2 1 1 2 2 2 2 21 3 ,2FZ C M M C C E E CCTK F V F V F V F V⎡ ⎤′ = + + +⎣ ⎦
( ) ( )3 || || || |||| 2 1 1 2 2 2 2 21 3 ,2FZ M M E ETK F V F V F V F V⎡ ⎤′ = + + +⎣ ⎦
0 2 2 0 || 2 || 22 1 || 2 1( ) ( ) , ( ) ( ) ,Z C C ZCK V A K V A= + = +
0 || || 0 2 2 2 2|| 2 2 1 1 2 1 1 2, ( ) ( ) ( ) ( ) ,Z C C Z E E M MC TK V V A A K V A V A= + = + + +
( )1 0 || || 0 || ||2 1 || 2 1 || 2 1 2 16 6 3, , ,5 5 5Z C C Z Z C CC CK V A K V A K V A V A= = = +
( )1 1 1 1 2 2 1 2 25 3 3 ,Z M E M M E E E MTK V A V A V A V A= − + + +
20
( )1 1 1 2 1 2 1 2 21 5 3 3 3 ,2Z M C E C C E C MCTK V A V A V A V A= − + − +
( )1 || || || |||| 1 1 2 1 2 1 2 21 5 3 3 3 ,2Z M E E MTK V A V A V A V A= − + − +
( )2 2 2 2 || 2 || 2 2 || ||1 3 || 1 2 || 1 1 2 22 ( ) ( ) , 2 ( ) ( ) , 2 ,Z C C Z Z C CC CK A V K A V K A A V V⎡ ⎤ ⎡ ⎤= − + = − + = − +⎣ ⎦ ⎣ ⎦
( ) ( ) ( )2 2 2 2 21 1 1 2 1 2 2 2( ) ( ) 2 3 ( ) ( ) ,Z M E M E E M E MTK V A V V A A V A= + − + − +
( ) ( ) ( )2 2 2 2 21 1 1 2 1 2 2 23 ( ) ( ) 2 3 ( ) ( ) ,Z M E M E E M E MTTK V A V V A A V A= − − + − − −
2 2 || || || ||
1 1 1 2 2 1 2 2 || 1 1 1 2 2 1 2 23 3 , 3 3 ,
Z C E C M C M C E Z E M M E
CT TK A A A A V V V V K A A A A V V V V= − − + = − − +
( )3 2 || || 2 || ||2 1 || 2 1 || 2 1 2 16 6 3, , ,5 5 5Z C C Z Z C CC CK V A K V A K V A V A= − = − = − +
( ) ( )3 31 3 2 1 2 2 1 2 2 12 23 2 , ,5 5Z M M E E E M Z M M E ET TTK V A V A V A K V A V A⎡ ⎤= + + = − −⎣ ⎦
( ) ( )3 3 || || ||2 1 2 1 2 2 || 2 1 2 1 2 22 22 3 , 2 3 ,5 5Z E C C E C M Z E E MCT TK V A V A V A K V A V A V A= + + = + +
( )0 1 1 2 22 ,Z M E E MTK V A V A′ = +
( ) ( ) ( )1 2 2 2 21 1 1 2 1 2 2 23 5 ( ) ( ) 2 3 3 ( ) ( ) ,10Z M E M E E M E MTK V A V V A A V A⎡ ⎤′ = − + − + + +⎣ ⎦
1 1 1 1 2 2 1 2 25 3 3 3 ,Z C E C M C M C ECTK A A A A V V V V′ = + − +
1 || || || |||| 1 1 1 2 2 1 2 25 3 3 3 ,Z E M M ETK A A A A V V V V′ = + − +
( )2 1 1 1 2 2 1 2 21 3 ,2Z M E M M E M E MTK V A V A V A V A⎡ ⎤′ = − + −⎣ ⎦
( )2 1 1 1 2 2 1 2 21 6 3 ,2Z M C C E C E C MCTK V A A V V A V A′ = − − − +
( )2 || || || |||| 1 1 1 2 2 1 2 21 6 3 ,2Z M E E C MTK V A A V V A V A′ = − − − +
( ) ( )3 2 21 2 2 1 2 21 3 ( ) ( ) ,5Z E M E M E MTK A V V V V A⎡ ⎤′ = + + +⎣ ⎦
( ) ( )3 3 || || ||1 2 2 1 2 2 || 1 2 2 1 2 21 12 3 , 2 3 .5 5Z C M C M C E Z M M ECT TK A A V V V V K A A V V V V′ ′= − + + = − + + (23*)
5. Hiệu ứng bất đối xứng trong tán xạ electron phân cực lên hạt nhân không định
hướng
Mục đích cuối cùng của công trình này là xét hiệu ứng bất đối xứng trong tán xạ
electron-hạt nhân liên quan đến tương tác yếu trong lý thuyết hợp nhất.
21
Trong lý thuyết điện từ, tán xạ electron lên hạt nhân là đối xứng đối với trục tán xạ.
Trong lý thuyết hợp nhất tương tác điện từ-yếu, tính đối xứng này không còn nữa, do có
tương tác yếu tham gia. Độ bất đối xứng ARL được xác định là tỉ số giữa hiệu tiết diện tán
xạ của electron phân cực phải và electron phân cực trái trên tổng của chúng:
( 1) ( 1)
( 1) ( 1)RL
A σ ξ σ ξσ ξ σ ξ
= + − = −= = + + = − (24)
Đại lượng này rất nhạy đối với phép đo. Như vậy việc nghiên cứu tính chất đối xứng có
hai ý nghĩa: thứ nhất, làm sáng tỏ cấu trúc điện từ-yếu của hạt nhân, thứ hai, kiểm tra sự
đúng đắn của lý thuyết hợp nhất.
Hiệu ứng định hướng cũng gây nên bất đối xứng. Ở đây sẽ chỉ xét định hướng gây
bởi tương tác yếu. Khi đó trong công thức (24) tiết diện tán xạ σ được xét trong điều kiện
không định hướng. Vì phần tương tác yếu thuần túy RZ là nhỏ, có thể bỏ qua, tức là trong
tiết diện tán xạ chỉ còn giữ lại phần điện từ và phần giao thoa. Từ (24) có
0 0
1 2
0 0 0
1 1 2
2 ( )
2 ( )
A V
RL
V A
g B
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Nghiên cứu cấu trúc động lực của hạt nhân bằng tán xạ lepton-hạt nhân.pdf