Кинематика глубоконеупругого рассеяния

Обычно, когда говорят о «глубоконеупругом» рассеянии (ГНР), подразумевают неупругое рассеяние лептона на адронной системе, причем такое, когда регистрируемый в конечном состоянии лептон имеет заметно меньшую энергию, чем начальный. В приближении однофотонного обмена такой процесс представляется диаграммой рис. (4.5).

Рис. 4−5. Кинематические переменные для описания глубоконеупругого рассеяния лептона нуклоном. Величины /С, К.' — 4-импульсы начального и конечного лептонов, V — 4-импульс нуклона с массой М, W — масса системы X, получившей отдачу. Обмениваемая частица — фотон или промежуточный бозон (7, W, Z); он переносит к нуклону 4-импульс Q = JC —)С'.

Стандартными переменными ГНР являются Q², v, XBj, У• Поясним их смысл и рассмотрим интервалы изменения этих переменных.

• Потеря энергии лептоном в системе покоя нуклона (поэтому Е, Е' - энергия начального и конечного лептонов берутся в системе покоя нуклона):

• Квадрат передачи 4-импульса:

если массами лентонов можно пренебречь, то.

где д — угол рассеяния лептона (по отношению к направлению падающего лентона-снаряда). Видно, что с точностью до знака переменная Q² есть мандельстамовская переменная t; обратный по отношению к t выбор знака величины Q² обусловлен историческими причинами.

эта величина в партоиной модели имеет смысл доли импульса нуклона, переносимая партоном.

В системе покоя нуклона эта величина имеет смысл доли энергии, потерянной лептоном при рассеянии. Из ее определения видно, что это инвариантная переменная.

• Квадрат эффективной массы системы X:

• Наконец, важной переменной является.

то есть, квадрат полной энергии лептона и нуклона в системе их центра масс. (Последнее равенство выписано в л.с.).

Есть еще одна переменная, которую используют, когда вместе с рассеянным лептоном регистрируется адрон /?., входящий в адронную систему с эффективной массой W в конечном состоянии (рис. 4.5):

Здесь — полная энергия регистрируемого адрона. (Передача энергии v адронной системе определена выше.) Смысл переменной 2 очевиден: это доля переданной энергии, унесенная регистрируемым адроном конечного состояния.