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不含未知常数的非弹性截面 Froissart 界

高能物理 - 唯象学 2015-04-29 v2

摘要

假设公理化局域场论结果适用于强子散射,Andr\'e Martin 和 S. M. Roy 最近获得了 pion-pion 散射阈值以下 D 波的绝对界,从而仅用 pion 质量确定了总截面 Froissart 界中对数的尺度。此前,Martin 证明了非弹性截面 σinel\sigma_{inel} 的严格上限,其为 σtot\sigma_{tot} 相应上限的四分之一,而 Wu, Martin, Roy 和 Singh 通过添加给定 σtot\sigma_{tot} 的约束改进了该界。在此,我们利用幺正性和解析性,在不进行任何高能近似的情况下,根据交叉道中的低能数据确定能量平均非弹性截面的上限。这些是不含任何未知系数或未知尺度因子的 Froissart 型界,可以通过实验进行检验。或者,它们的渐近形式连同 Martin-Roy 关于阈值以下 pion-pion D 波的绝对界,可得出能量平均非弹性截面的绝对界。例如,对于 π0π0\pi^0 \pi^0 散射,定义 σinel=σtot(σπ0π0π0π0+σπ0π0π+π)\sigma_{inel}=\sigma_{tot} -\big (\sigma^{\pi^0 \pi^0 \rightarrow \pi^0 \pi^0} + \sigma^{\pi^0 \pi^0 \rightarrow \pi^+ \pi^-} \big ),我们表明对于质心能量 s\sqrt{s}\rightarrow \infty σˉinel(s,)ssdsσinel(s)/s2(π/4)(mπ)2[ln(s/s1)+(1/2)lnln(s/s1)+1]2\bar{\sigma}_{inel }(s,\infty)\equiv s\int_{s} ^{\infty } ds'\sigma_{inel }(s')/s'^2 \leq (\pi /4) (m_{\pi })^{-2} [\ln (s/s_1)+(1/2)\ln \ln (s/s_1) +1]^2,其中 1/s1=34π2πmπ21/s_1= 34\pi \sqrt{2\pi }\>m_{\pi }^{-2} 。该界渐近地为 Martin-Roy 总截面界的四分之一,且尺度因子 s1s_1 为总截面界中尺度因子的四分之一。非弹性 π0π0\pi^0 \pi^0 截面在区间 (s,2s)(s,2s) 上的平均值具有相同形式的界,其中 1/s11/s_11/s2=2/s11/s_2=2/s_1 取代。

关键词

引用

@article{arxiv.1503.01261,
  title  = {Froissart Bound on Inelastic Cross Section Without Unknown Constants},
  author = {André Martin and S. M. Roy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1503.01261},
  year   = {2015}
}

备注

9 pages. Submitted to Physical Review D