双玻色子交换效应与N/π/Δ(1232)形状因子、Qweak及Vud的精确测量

Precise measurements of elemental physical quantities are important and hot topic in elemental physics,the form factors of N/π/Δ(1232), Qweak and Vud are such quantities in nuclear physics and standard model. Up to now, the main methods to extract these qunatities are by measureing cross sections of ep->ep、ep ->enπ+/epπ0 andβdecay. Due to the improvement of experimental precision in these reactions, the more precise calculations of radiative corrections are requied. Among these radiative corrections, the two-boson exchange effects play the most important roles. Based on this situation and our prevenient research, we propose to systematically study the two-boson exchange effects in ep-> ep,ep->enπ+/epπ0,β decay of neutron and their corrections to the precise extractions of N/π/Δ(1232))'s form factors,Qweak and Vud.

基本物理学量的精确测量是基础物理研究中长期的热点和重点，N/π/Δ(1232)形状因子、Qweak和Vud 是核物理与标准模型中的几个基本物理量，当前实验主要是通过测量ep->ep、ep ->enπ+/epπ0和中子β衰变等过程的微分截面来拟合得到它们的具体值。近几年实验对这几道的测量精度有极大提高，这相应要求理论方面有大致相当精度的计算拟合，具体地是要求对以上过程中的辐射修正(圈图修正)有更精确的估算。至今这些辐射修正中最重要、最不确定而又最缺乏研究的是涉及核子结构的双玻色子交换效应。在此背景下，课题组结合前期研究基础和当前国际上研究热点与空白，提出计划系统研究ep->ep、ep->enπ+/epπ0、中子β衰变等实验过程中的双玻色子交换效应及其对N/π/Δ(1232)形状因子、Qweak和Vud精确测量的影响。

基本强子电磁性质的精细研究是了解强子结构的重要方面，也是检验多种强相互作用模型的重要基础。本项目在此背景下研究了多个物理过程中的双光子交换效应以及该效应对 /N/Δ电磁形状因子精确抽取的影响。具体地在物理上研究了如下几方面内容: (1) ep散射中可能存在的介子交换效应；（2）ep->eppi过程中的双光子交换效应；(3）mu p体系中由单pion交换导致的有效势和其对mu氢原子能谱的效应；（4）mu p散射中的双光子交换效应;（5）e+e-->pi^+pi^-中的双光子交换效应。在本项目的支持下，目前发表了6篇论文(1篇PRL,3篇PRC,1篇PRA,1篇EPJA)，另有2个工作即将完成投稿。这些研究结果为今后精确的实验数据提供了相应精度的理论分析基础。