3D calculation of Tucson-Melbourne 3NF effect in triton binding energy

As an application of the new realistic three-dimensional (3D) formalism reported recently for three-nucleon (3N) bound states, an attempt is made to study the effect of three-nucleon forces (3NFs) in triton binding energy in a non partial wave (PW) approach. The spin-isospin dependent 3N Faddeev integral equations with the inclusion of 3NFs, which are formulated as function of vector Jacobi momenta, specifically the magnitudes of the momenta and the angle between them, are solved with Bonn-B and Tucson-Melbourne NN and 3N forces in operator forms which can be incorporated in our 3D formalism. The comparison with numerical results in both, novel 3D and standard PW schemes, shows that non PW calculations avoid the very involved angular momentum algebra occurring for the permutations and transformations and it is more efficient and less cumbersome for considering the 3NF.

Toward the Application of Three-Dimensional Approach to Few-body Atomic Bound States

The first step toward the application of an effective non partial wave (PW) numerical approach to few-body atomic bound states has been taken. The two-body transition amplitude which appears in the kernel of three-dimensional Faddeev-Yakubovsky integral equations is calculated as function of two-body Jacobi momentum vectors, i.e. as a function of the magnitude of initial and final momentum vectors and the angle between them. For numerical calculation the realistic interatomic interactions HFDHE2, HFD-B, LM2M2 and TTY are used. The angular and momentum dependence of the fully off-shell transition amplitude is studied at negative energies. It has been numerically shown that, similar to the nuclear case, the transition amplitude exhibits a characteristic angular behavior in the vicinity of He-4 dimer pole.

Solutions of the bound-state Faddeev-Yakubovsky equations in three dimensions by using NN and 3N potential models

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Nucleon-nucleon scattering within a multiple subtractive renormalization approach

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Subtractive renormalization of one-pion-exchange and contact interactions

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

LOW-ENERGY BEHAVIOR OF FEW-PARTICLE SCATTERING-AMPLITUDES IN 2 DIMENSIONS

A study of the analytic behavior of different few-particle scattering amplitudes at low energies in two space dimensions is presented. Such a study is of use in modeling and understanding different few-particle processes at low energies. A detailed discussion of the energy and the momentum dependence of the partial-wave on-the-energy-shell and off-the-energy-shell two-particle t matrices is given. These t-matrix elements tend to zero as the energy and momentum variables tend to zero. The multiple-scattering series is used to show that the connected three-to-three amplitudes diverge in the low-energy-momentum limit. Unitarity relations are used to show that the connected two-to-three and one-to-three amplitudes have specific logarithmic singularities at the m-particle breakup threshold. The subenergy singularity in the two-to-three amplitudes is also studied, and comments are made on some applications of the present study in different problems of ph cal interest.

THE EFFECT OF POSITRONIUM FORMATION IN POSITRON ALKALI-ATOM SCATTERING

We study e+-Na, e+-K, and e+-Rb scattering using the close coupling approach in the static and coupled static expansion schemes. We calculate partial wave elastic scattering phase shifts and total elastic and Ps formation cross sections up to an incident positron energy of 100 eV. The effect of the positronium formation channel on the elastic channel is found to be strong in all cases up to an incident positron energy of 10 eV. We also make an estimate of the total cross section which exhibits a minimum as a function of energy at low energies.

Quantum scattering in one dimension

A self-contained discussion of non-relativistic quantum scattering is presented in the case of central potentials in one space dimension, which will facilitate the understanding of the more complex scattering theory in two and three dimensions. The present discussion illustrates in a simple way the concepts of partial-wave decomposition, phase shift, optical theorem and effective-range expansion.

Neutron-neutron correlations in light exotic nuclei

For light exotic nuclei modeled as two neutrons n and a core A, we report results for the two-neutron correlation functions and also for the mean-square radii, considering a universal scaling function. The results of our calculations for the neutron-neutron correlation functions are qualitatively consistent with recent data obtained for 11Li and 14Be nuclei. The root-mean-square distance in the halo of such nuclei are also consistent with data, which means that the neutrons of the halo have a large probability to be found outside the interaction range. Therefore the low-energy properties of these halo neutrons are, to a large extend, model independent as long as few physical input scales are fixed. The model is restricted to s-wave subsystems, with small energies for the bound or virtual states. For the radii we are also shown results for the 6He and 20C. All the interaction effects, as higher partial wave in the interaction and/or Pauli blocking effect are, to some extend, included in our model, as long as the three-body binding energy is supplied. © 2005 American Institute of Physics.

DN interaction from meson exchange

A model of the DN interaction is presented which is developed in close analogy to the meson-exchange KN potential of the Jülich group utilizing SU(4) symmetry constraints. The main ingredients of the interaction are provided by vector meson (ρ, ω) exchange and higher-order box diagrams involving D *N, DΔ, and D *Δ intermediate states. The coupling of DN to the π Λ c and π Σ c channels is taken into account. The interaction model generates the Λ c(2595)-resonance dynamically as a DN quasi-bound state. Results for DN total and differential cross sections are presented and compared with predictions of two interaction models that are based on the leading-order Weinberg-Tomozawa term. Some features of the Λ c(2595)-resonance are discussed and the role of the near-by π Σ c threshold is emphasized. Selected predictions of the orginal KN model are reported too. Specifically, it is pointed out that the model generates two poles in the partial wave corresponding to the Λ(1405)-resonance. © 2011 SIF, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Relativistic Coulomb scattering of spinless bosons

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Espalhamento coulombiano relativístico próximo das condições de simetria de spin e pseudospin

Pós-graduação em Física - FEG

Analysis of diffractive dissociation of K - into K - pi + pi - on a liquid hydrogen target at the COMPASS spectrometer

The systematic exploration of excited meson and baryon states was the central topic of the COMPASS physics program in the years 2008 and 2009 at the CERN facility. A hadron beam of 190 GeV/c particle momentum was impinging on a 40 cm long liquid hydrogen target to create excited states of beam particles by diffractive processes. The presented work is about the study of the process $K^- p rightarrow K^- pi^+ pi^- p_{recoil}$ where special emphasis is put on how kaons were distinguished from pions with the CEDAR detectors in the initial channel as well as with the RICH detector in the final states. At the end formed 270 000 events an invariant K pi pi mass distribution of overlapping resonances. In addition a detailed MC simulation study of 44 million decays in the range of 0.8 < m(K pi pi) [GeV/c^2] < 3.0 was performed and analysed for acceptance corrections.All information was combined into a mass independent partial wave analysis to observe resonances of individual particles. The main contribution was found in the JP = 0+, 1+, 2- and 2+ spin-parity states.

Photo- und Elektropionproduktion in chiraler effektiver Feldtheorie

In der vorliegenden Arbeit werden Photopionproduktion (PPP) und Elektropionproduktion (EPP) im Rahmen der manifest lorentzinvarianten baryonischen chiralen Störungstheorie untersucht. Dabei werden zwei verschiedene Ansätze verfolgt. Zum einen wird eine Rechnung auf Einschleifenniveau bis zur chiralen Ordnung O(q^4) mit Pionen und Nukleonen als Freiheitsgrade durchgeführt, um die Energieabhängigkeit der Reaktionen über einen möglichst großen Bereich zu beschreiben. Um die Abhängigkeit von der Photonvirtualität in der EPP zu verbessern, werden zum anderen in einer zweiten Rechnung Vektormesonen in die Theorie einbezogen. Diese Rechnung wird bis zur chiralen Ordnung O(q^3) auf Einschleifenniveau durchgeführt. rnrnVon den vier physikalischen Prozessen in PPP und EPP sind nur drei experimentell zugänglich. Untersucht werden diese Reaktionen an mehreren verschiedenen Anlagen, z.B. in Mainz, Bonn oder Saskatoon. Die dort gewonnenen Daten werden hier verwendet, um die Grenzen der chiralen Störungstheorie auszuloten. rnrnDiese Arbeit stellt die erste, vollständige, manifest lorentzinvariante Rechnung in O(q^4) für PPP und EPP, und die erste jemals durchgeführte Rechnung mit Vektormesonen als Freiheitsgrade für diesen Prozess, dar. Neben der Berechnung der physikalischen Observablen wird auch eine Partialwellenzerlegung durchgeführt und die wichtigsten Multipole untersucht. Diese lassen sich aus den gewonnenen Amplituden extrahieren und bieten eine gute Möglichkeit das Nukleon und Resonanzen zu untersuchen. rnrnUm das Matrixelement für die Prozesse berechnen zu können, wurden verschiedene Routinen für das Computeralgebrasystem Mathematica entwickelt, da die Anzahl der zu bestimmenden Diagramme sehr groß ist. Für die Multipolzerlegung werden zwei verschiedene Programme verwendet. Zum einen das bereits existierende Programm XMAID, welches für diese Arbeit entsprechend modifiziert wurde. Zum anderen wurden vergleichbare Routinen für Mathematica entwickelt. Am Ende der Analysen werden die verschiedenen Rechnungen bezüglich ihrer Anwendbarkeit auf PPP und EPP verglichen.

Anwendungen des Komplexe-Masse-Renormierungsschemas in effektiver Feldtheorie

Der erste Teil der vorliegenden Dissertation befasst sich mit der Untersuchung der perturbativen Unitarität im Komplexe-Masse-Renormierungsschema (CMS). Zu diesem Zweck wird eine Methode zur Berechnung der Imaginärteile von Einschleifenintegralen mit komplexen Massenparametern vorgestellt, die im Grenzfall stabiler Teilchen auf die herkömmlichen Cutkosky-Formeln führt. Anhand einer Modell-Lagrangedichte für die Wechselwirkung eines schweren Vektorbosons mit einem leichten Fermion wird demonstriert, dass durch Anwendung des CMS die Unitarität der zugrunde liegenden S-Matrix im störungstheoretischen Sinne erfüllt bleibt, sofern die renormierte Kopplungskonstante reell gewählt wird. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit verschiedenen Anwendungen des CMS in chiraler effektiver Feldtheorie (EFT). Im Einzelnen werden Masse und Breite der Deltaresonanz, die elastischen elektromagnetischen Formfaktoren der Roperresonanz, die elektromagnetischen Formfaktoren des Übergangs vom Nukleon zur Roperresonanz sowie Pion-Nukleon-Streuung und Photo- und Elektropionproduktion für Schwerpunktsenergien im Bereich der Roperresonanz berechnet. Die Wahl passender Renormierungsbedingungen ermöglicht das Aufstellen eines konsistenten chiralen Zählschemas für EFT in Anwesenheit verschiedener resonanter Freiheitsgrade, so dass die aufgeführten Prozesse in Form einer systematischen Entwicklung nach kleinen Parametern untersucht werden können. Die hier erzielten Resultate können für Extrapolationen von entsprechenden Gitter-QCD-Simulationen zum physikalischen Wert der Pionmasse genutzt werden. Deshalb wird neben der Abhängigkeit der Formfaktoren vom quadrierten Impulsübertrag auch die Pionmassenabhängigkeit des magnetischen Moments und der elektromagnetischen Radien der Roperresonanz untersucht. Im Rahmen der Pion-Nukleon-Streuung und der Photo- und Elektropionproduktion werden eine Partialwellenanalyse und eine Multipolzerlegung durchgeführt, wobei die P11-Partialwelle sowie die Multipole M1- und S1- mittels nichtlinearer Regression an empirische Daten angepasst werden.