自旋过滤的理论研究及其在反质子极化中的应用

近年来，关于极化反质子束的可能方法已有大量研究，其中最有前景的是自旋过滤，但其理论理解目前尚不完整。通过自旋过滤实现极化积累的方法要求大量束流粒子在存储环中与内部靶反复相互作用后仍能保持在束流中。因此，小散射角（我们证明在此区域电磁效应主导强子效应）至关重要。我们推导了弹性自旋1/2-自旋1/2散射中所有自旋平均和自旋依赖的电磁截面及自旋观测量，包括点状粒子和由电磁形状因子定义内部结构的非点状粒子，结果精确到QED一阶。特别关注了反质子-质子、反质子-电子和正电子-电子散射中低动量转移$|t|$区域的自旋转移和退极化截面。随后，我们对自旋过滤进行了彻底的数学处理，识别了所涉及的关键物理过程，并强调了物理系统的动力学特性。我们提出并求解了一组微分方程，描述了在多种感兴趣场景下通过自旋过滤实现极化积累的过程。概述了使用轻子靶的优势，最后研究了一种利用自旋过滤与反向极化电子束相互作用来极化反质子的方案。