高能质子-核散射中双轻子产生的非相干过程

$\mathbf{目的}$：研究质子与核散射中产生轻子对的非相干过程。$\mathbf{方法}$：构建了一个新的量子力学模型，该模型推广了从低能到高能区域的质子-核反应中光子发射的核模型，并引入了轻子对产生的形式体系。$\mathbf{结果}$：(1) 在质子束能量 $E_{\rm p}$ 为 2.1 GeV 时，测试了具有相干矩阵元的模型对质子与 Be 核散射的适用性。计算得到的轻子对产生截面与 DLS 合作组获得的实验数据吻合良好。(2) 我们分析了在 $E_{\rm p}=2.1$ GeV 时，靶核 $\isotope[9]{Be}$、$\isotope[12]{C}$、$\isotope[16]{O}$、$\isotope[24]{Mg}$、$\isotope[44]{Ca}$、$\isotope[197]{Au}$ 的双轻子产生。双轻子产生的相干截面随着靶核质量的增加而单调递减。(3) 轻子对的产生在较大的 $E_{\rm p}$ 下更为强烈。(4) 对于 $E_{\rm p}=2.1$ GeV 时的 $p + \isotope{9}Be$，我们分析了非相干过程在轻子对产生中的作用。将非相干质子-核子过程纳入模型后，与实验数据的一致性略有改善。(5) 加入虚光子的纵向振幅会略微抑制双轻子产生的截面。(6) 非相干贡献在双轻子产生中起主导作用（非相干与相干贡献之比为 10-100）。该模型为 $E_{\rm p}=3.5$ GeV 时的 $p + \isotope[93]{Nb}$ 提供了与 HADES 合作组实验数据吻合良好的完整谱，显示了非相干过程的重要作用。结论：上述结果证实了非相干过程在研究该反应中双轻子产生的重要性。