HERA 中弹性与质子衍射 rho0 光子产生

在 HERA 的 ep 相互作用中研究了弹性和质子衍射 rho0 光子产生过程（$\gamma p \to \rho^0 p$, $\gamma p \to \rho^0 N$，其中 $\rho^0 \to \pi^+\pi^-$），其中的 $\gamma p$ 中心-of-mass 能范围为 $50 < W < 100$ GeV，$|t| < 0.5$ GeV$^2$。对于 p 衍射反应，给出了在 $M_N^2 < 0.1 W^2$ 范围内的质量结果。对于弹性过程，研究了 $\pi^+\pi^-$ 不变质量谱随 t 的函数。与固定靶实验相同，rho0 共振形状呈非对称形式；这种非对称性随 $|t|$ 增大而减小。横截面随 W studied，采用 $W^a$ 形式拟合共振部分，得到 $a = 0.16 \pm 0.06$（统计）$^{+0.11}_{-0.15}$（系统）GeV$^{-2}$。在 $<W> = 71.7$ GeV 时，$\gamma p \to \pi^+\pi^- p$ 横截面的共振部分为 $11.2 \pm 0.1$（统计）$^{+1.1}_{-1.2}$（系统）mub。横截面的 t 依赖可采用 $A e^{-b|t| + ct^2}$ 函数描述，$b = 10.9 \pm 0.3$（统计）$^{+1.0}_{-0.5}$（系统）GeV$^{-2}$，$c = 2.7 \pm 0.9$（统计）$^{+1.9}_{-1.7}$（系统）GeV$^{-4}$。t 依赖也随 W 研究，得到普朗克轨迹斜率 $0.23 \pm 0.15$（统计）$^{+0.10}_{-0.07}$（系统）GeV$^{-2}$。测量了 rho0 自旋密度矩阵元素 $r^0_{400}$, $r^0_{41-1}$ 和 $\mathrm{Re}[r^0_{410}]$，结果与基于 SCHC 的预期一致。对于 rho0 质量范围内的 p 衍射 $\pi^+\pi^-$ 产生，两个 π 介导不变质量、W 以及极化与方位角在 helicity 参考系中的分布在误差范围内与弹性过程相同。t 分布拟合为指数函数，斜率参数为 $5.8 \pm 0.3$（统计）$\pm 0.5$（系统）GeV$^{-2}$。弹性与 p 衍射 rho0 光子产生的横截面比为 $2.0 \pm 0.2$（统计）$\pm 0.7$（系统）。