Electromagnetic Polarizabilities of Nucleons bound in $^{40}$Ca, $^{16}$O and $^4$He
在45 $^o$ ~ 150 $^o$角范围内，测量了能量为58和74 MeV的$^{40}$ Ca和能量为61 MeV的$^{16}$ O和$^4$ He的光子弹性散射微分截面.得到的证据表明，除了那些起源于介子交换电流的电磁极化率没有显着的介质修改。
1999-01-05 nucl-ex
Nucleon polarizabilities and Delta-resonance magnetic moment in chiral EFT
核子极化率的手征EFT计算揭示了当前质子电磁极化率经验确定中的一个问题。我们还报告了在MAMI测量的$γp \to p π^0 γ'$过程中$Δ$（1232）共振磁矩的经验测定的进展。
2010-12-23 nucl-ex nucl-th
Analysis of data on low-energy gamma-p scattering and determination of proton polarizabilities
本文分析了50年代至90年代在光子能量低于150 MeV时（10个实验工作）的所有弹性γ-p散射实验数据，以确定质子的电（α_p）和磁（β_p）极化率。将这些数据与两个自由参数α_p和β_p拟合，嵌入到根据有限能量s-通道色散关系获得的理论截面中，得到以下质子极化率的世界平均值（单位：10^{-4} fm^3）：α_p = 11.7 +- 0.8（统计+系统）+- 0.7（模型），β_p = 2.3 +- 0.9（统计+系统）+- 0.7（模型），其中第一误差考虑了实验截面的统计误差和系统误差，第二误差不模拟理论截面中的不确定性科.
2000-11-21 nucl-ex
Hadron Polarizabilities
电磁极化率描述了系统对外部准静态电场或磁场的响应。在这篇文章中，解决光强子的极化率的实验和理论工作进行了检查。
2013-12-31 hep-ph nucl-ex nucl-th
Proton scalar dipole polarizabilities from real Compton scattering data, using fixed-t subtracted dispersion relations and the bootstrap method
我们执行一个真正的康普顿散射（RCS）的数据低于π介子生产阈值提取的电（$α_{E1}$）和磁（$β_{M1}$）静态标量偶极极化率的质子，使用固定的$t$扣除色散关系和基于Bootstrap的拟合技术。Bootstrap方法提供了一个方便的工具，包括系统误差对$α_{E1}$和$β_{M1}$的最佳值的影响，并传播由其他测量固定的模型参数的统计误差。我们还实施了各种统计测试，调查的一致性，可用的RCS数据集低于π介子生产阈值，我们得出结论，没有强烈的动机，从全球范围内排除任何数据点。我们的分析产生了$α_{E1} = (12.03^{+0.48}_{-0.54})\times 10^{-4} \text{fm}^3$和$β_{M1} = (1.77^{+0.52}_{-0.54})\times 10^{-4} \text{fm}^3$，p值为$= 12\%$。
2019-07-16 hep-ph nucl-ex nucl-th
Measurements of the Generalized Electric and Magnetic Polarizabilities of the Proton at Low Q2 Using the VCS Reaction
质子的均方极化率半径已被测量的第一次在虚拟康普顿散射实验中进行的MIT-Bates面外散射设施。对Q_2 = 0.06GeV ~ 2/c ~ 2的实验数据进行色散分析，得到的响应函数和极化率与O（p ~ 3）重子手征微扰理论一致。这些数据支持介子效应在极化率中的主导地位，并且β随Q2的增加而增加，这证明了π介子云的短程顺磁性抵消了长程抗磁性。
2006-05-10 nucl-ex
Measurement of the Electric and Magnetic Polarizabilities of the Proton
在实验室用能量范围为70- 100 MeV的标记光子和100- 148 MeV的未标记光子测量了质子在90 $^\circ$和135 $^\circ$角下的康普顿散射截面。借助于色散关系，这些截面被用来提取质子的电和磁极化率，分别为$\barα$和$\barβ$。我们发现$$\barα+\barβ = ( 15.0 \pm 2.9 \pm 1.1 \pm 0.4 ) \times 10^{-4} \: {\rm fm}^3,$$与模型无关的分散和规则，和$$\barα-\barβ = ( 10.8 \pm 1.1 \pm 1.4 \pm 1.0 ) \times 10^{-4} \: {\rm fm}^3,$$的错误显示的统计，系统和模型相关，分别。与以前的实验进行比较，并提取的极化率的全球价值观。
1995-07-10 hep-ex nucl-ex
Measurement of Compton scattering at MAMI for the extraction of the electric and magnetic polarizabilities of the proton
在美因茨电子回旋加速器上，用标记光子束和准$4π$探测器，精确测量了π介子阈值以下质子与康普顿散射的微分截面$dσ/dΩ$和线偏振光子束不对称性$Σ_3$。入射光子是由最近升级的Albergow-Mainz光子标记设施产生的，并撞击在低温液氢靶上，散射光子在Crystal Ball/TAPS装置中被检测到。使用最高的统计康普顿散射数据测量质子随着两个有效场论（包括协变重子和重子）和一个固定的$t$色散关系模型，约束与Baldin求和规则的拟合，我们得到了前所未有的精确度：\begin{align*} &{}α_{E1} = 10.99 \pm 0.16 \pm 0.47 \pm 0.17 \pm 0.34 &{}β_{M1} = 3.14 \pm 0.21 \pm 0.24 \pm 0.20 \pm 0.35 \end{align*}，单位为$10^{-4}$ \，fm $^3$，其中误差是统计的、系统的、自旋极化率相关的和模型相关的。
2022-03-03 nucl-ex nucl-th
Partial-wave analysis of proton Compton scattering data below the pion-production threshold
质子的低能康普顿散射被用来确定质子的极化率。然而，目前的经验测定严重依赖于极化率方面的实验截面的理论描述。最近的测定是基于固定的$t$色散关系（DR）或手征微扰理论在单重子部门（$χ$ PT）。这两种方法得到相当不同的结果质子极化率，最明显的是$β_{M1}$（磁偶极子极化率）。我们试图解决这个矛盾进行分波分析的世界数据质子康普顿散射阈值以下。我们发现一个大的敏感性提取到一些“离群值”，使我们得出结论，DR和$χ$ PT提取之间的差异是一个问题的实验数据库，而不是“模型依赖性”。我们对有效改进数据库所需的新实验提出了具体建议。利用本数据库，质子标量极化率的差值被限制在一个相当宽的区间：$α_{E1}-β_{M1} = (6.8\, \ldots \, 10.9)\times 10^{-4}$ fm $^3$，它们的和由Baldin求和规则更精确地固定[到$14.0(2)$ ]。
2018-04-23 hep-ph nucl-ex nucl-th
Determination of the scalar polarizabilities of the proton using beam asymmetry $Σ_{3}$ in Compton scattering
标量偶极极化率$α_{E1}$和$β_{M1}$是与核子内部动力学有关的基本性质。通过拟合非极化质子康普顿散射截面数据，确定了目前公认的质子极化率值。在一定的运动学范围内测量光束的不对称性$Σ_{3}$，为标量极化率的提取提供了一种可供选择的方法。在美因茨微波加速器（MAMI）上，首次测量了在π介子光生阈值以下的康普顿散射的束流不对称性。将计算结果与模型计算结果进行了比较，并确定了实验数据对标量极化率提取的影响。
2017-01-10 nucl-ex
Electromagnetic polarizabilities and the excited states of the nucleon
核子的电磁极化率基本上由非共振的$α_p(E_{0+})=+3.2$、$α_n(E_{0+})=+4.1$、$t$通道的$α^t_{p,n}=-β^t_{p,n}=+7.6$和共振的$β_{p,n}(P_{33}(1232))=+8.3$贡献组成（单位为$10^{-4}$ fm $^3$）.其余与实验数据的偏差为：$Δα_p=1.2\pm 0.6$，$Δβ_p=1.2\mp 0.6$，Δα_n=0.8 \pm 1.7 $ and $ Δβ_n=2.0 \mp 1.8 $ are contributed by a larger number of resonant and nonresonant processes with cancellations between the contributions. This result confirms that dominant contributions to the electric and magnetic polarizabilities may be represented in terms of two-photon couplings to the $ σ $-meson having the predicted mass $ m_σ=666 $ MeV and two-photon width $ Γ_{γ}=2.6$ k…
2007-04-02 hep-ph nucl-ex
Evaluation of the forward Compton scattering off protons: I. Spin-independent amplitude
基于Kramers-Kronig关系式，我们计算了质子的前向康普顿散射，该关系式用总光吸收截面的积分来表示康普顿振幅。我们获得了两个不同的适合的世界数据的非偏振总光吸收截面，并评估各种自旋独立的总和规则，使用这些适合。对于质子电和磁偶极极化率的总和，由Baldin求和规则控制，我们得到以下平均值（两次拟合之间）：$α_{E1}+β_{M1}=14.0(2)\times 10^{-4}\,\mathrm{fm}^3$。一个类似的总和规则，涉及质子的四极极化率的评价。在较宽的能量范围内计算了质子康普顿散射的自旋无关前向振幅。结果与以前的评估和唯一的实验数据点，这个幅度（在2.2 GeV）进行比较。我们评论的总和规则的弹性部分的极化率。
2015-09-13 hep-ph nucl-ex nucl-th
Compton Scattering off Pions and Electromagnetic Polarizabilities
带电和中性π介子的电（$α_π$）和磁（$β_π$）康普顿极化率是量子色动力学（QCD）低能部分的基本性质。π介子的极化率影响$γπ\toγπ$康普顿散射角分布的形状和$γγ\toππ$的绝对截面。给出了$γπ\toγπ$康普顿散射微分截面、色散关系和由极化率表示的求和定则的理论推导。我们回顾实验带电和中性极化率的研究和理论预测。从DESY Crystal Ball $γγ\toπ^0π^0$数据推导出$π^0$极化率，但具有较大的不确定性。带电π介子极化率最新的推导方法是：（1）CERN COMPASS的辐射π介子Primakoff散射$π^- Z \to π^-Zγ$，（2）SLAC Mark II的双光子π介子对产生$γγ\toπ^+π^-$，以及（3）美因茨MAMI的质子辐射π介子光生$γp\toγπ^+ n$。一个严格的测试手征微扰理论（ChPT）的基础上进行比较的精确实验带电π介子极化率与ChPT的预测。只有CERN COMPASS带电π介子极化率测量具有可接受的小不确定度。它的值$α_{π^\pm}-β_{π^\pm} = (4.0\pm 1.8)\times 10^{-4}\,\text{fm}^3$与双圈ChPT预言的$α_{π^\pm}-β_{π^\pm}=(5.7\pm 1.0)\times 10^{-4}\,\text{fm}^3$吻合得很好，加强了π介子与…
2019-05-14 hep-ex hep-ph nucl-ex
Generalized Polarizabilities in a Constituent Quark Model
本文在非相对论组分夸克模型的框架下讨论了质子的低能虚康普顿散射。自旋平均广义极化率的一个简单的解释给出的诱导电极化的强度（和磁化）。从多极展开得到的广义极化率的明确预测的Isgur-Karl模型，并与各种模型的结果进行了比较。
2001-05-30 hep-ph nucl-ex nucl-th
Measurements of Double-Polarized Compton Scattering Asymmetries and Extraction of the Proton Spin Polarizabilities
核子的自旋极化率描述了核子的自旋如何响应入射的极化光子。测量核子自旋极化率的最独立于模型的方法是通过极化康普顿散射。双极化康普顿散射的质子上的不对称性进行了测量，在$Δ(1232)$区域使用圆偏振入射光子和横向偏振质子目标在美因茨微波加速器。使用色散模型计算和重子手征微扰理论计算进行拟合不对称数据，并实现了在多极基础上的所有四个质子自旋极化率的分离。基于分散模型计算的分析以$10^{-4}$ fm $^4$为单位产生$γ_{E1E1} = -3.5 \pm 1.2$、$γ_{M1M1}= 3.16 \pm 0.85$、$γ_{E1M2} = -0.7 \pm 1.2$和$γ_{M1E2} = 1.99 \pm 0.29$。
2015-03-20 nucl-ex
New Insight in the $Q^2$-Dependence of Proton Generalized Polarizabilities
在美因茨微波加速器上研究了质子在四动量转移$Q^2$：0.10、0.20和0.45 GeV $^2$下的虚康普顿散射。使用低能定理或色散关系进行的拟合允许提取结构函数$P_{LL} -P_{TT} / ε$和$P_{LT}$，以及电和磁广义极化率$α_{E1}(Q^2)$和$β_{M1}(Q^2)$。这些新的结果表明，一个平稳和快速的下降的$α_{E1}(Q^2)$，在$Q^2$ = 0.33 GeV $^2$以前的测量相反，并提供了第一次精确的映射$β_{M1}(Q^2)$在低$Q^2$区域。
2019-10-16 nucl-ex
Nucleon Polarizabilities from Low-Energy Compton Scattering
一个有效场论是用来给一个模型无关的描述康普顿散射的能量可比的π质量。用手征微扰理论在小动量下计算到四阶的质子和氘核的散射振幅包含四个与核子极化率一一对应的待定参数。这些极化率是从拟合氢和氘的弹性光子散射数据中提取的。对于质子，我们发现：α_p = 12.1 +/- 1.1 +/- 0.5，β_p = 3.4 +/- 1.1 +/- 0.1，单位均为10^{-4} fm^3。对于等光谱极化率，我们得到：α_N = 13.0 +/- 1.9 + 3.9/-1.5（单位相同），而β_N与零一致，误差范围相当大。
2004-11-16 hep-ph nucl-ex nucl-th
New Measurement of Compton Scattering from the Deuteron and an Improved Extraction of the Neutron Electromagnetic Polarizabilities
核子的电磁极化率是描述核子对外部电场和磁场响应的基本性质。它们可以从康普顿散射数据中提取出来，而且在质子的情况下，精度很高。相比之下，中子的信息需要使用核目标的康普顿散射。在这里，我们报告了一个新的测量弹性光子散射的氘使用准单能标记的光子在MAX IV实验室在瑞典隆德。这些十多年来的第一批新数据实际上是世界数据集的两倍。他们的能量范围与以前的实验重叠，并将其扩展了20 MeV到更高的能量。使用具有动态Δ（1232）自由度的手征有效场论进行的分析表明，数据与世界数据集一致且在世界数据集之内。在证明拟合与Baldin求和规则一致后，提取了等oscillation核子极化率的值并将其与质子的最新结果相结合，得到了中子极化率α_n = [11.55 +/- 1.25（stat）+/- 0.2（BSR）+/- 0.8（th）] × 10^{-4} fm^3和β_n = [3.65 -/+ 1.25（stat）+/- 0.2（BSR）]-/+ 0.8（th）] X 10^{-4} fm 3，对于44个自由度，χ^2 = 45.2。
2014-11-13 nucl-ex
Generalized polarizabilities of the pion in chiral perturbation theory
本文在${\cal O}(p^4)$的手征微扰理论框架下计算了$γ^\ast+π\to γ+π$的虚康普顿散射振幅。我们明确推导出广义电磁极化率的表达式，并讨论这些量的替代定义。
1999-04-23 hep-ex hep-ph nucl-ex
Measured proton electromagnetic structure deviates from theoretical predictions
可见的世界是建立在质子的基础上的，质子是自然界中唯一稳定的物质组成部分。因此，理解物质的形成依赖于解释质子束缚态的动力学和性质。质子的一个基本性质涉及系统对外部电磁场的响应。其特征在于电磁极化率，描述了系统内部的电荷和磁化分布如何容易被电磁场扭曲。此外，广义极化率映射出质子在电磁场作用下的密度变形。它们揭示了基本系统动力学的基本信息，并提供了一把钥匙，解码质子结构的强相互作用的理论，结合其基本夸克和胶子成分。特别令人感兴趣的是一个谜的电广义极化率的质子仍然悬而未决的二十年。在这里，我们报告测量质子的电磁广义极化率在低四动量转移平方。我们显示的证据的异常的质子的电广义极化率的行为相矛盾的核理论的预测，并推导出其签名的空间分布中的质子的诱导极化。报道的测量结果表明，在质子中存在一种新的、尚未被理解的动力学机制，并对核理论提出了显著的挑战。
2022-10-20 nucl-ex nucl-th
Measurement of the Generalized Polarizabilities of the Proton at Intermediate $Q^2$
背景资料：广义极化率（GP）是描述核子结构的重要观测量，目前对这些观测量的测量还很缺乏。目的：本文介绍了一个虚拟的康普顿散射实验的细节，在A1设置在美因茨的Microtron通过研究$e p \to e p γ$反应。本文着重于分析的某些方面。方法：该实验提取了$P_{LL} -P_{TT} / ε$和$P_{LT}$结构函数，以及质子的电磁GP，四动量转移平方$Q^2$的三个新值：0.10，0.20和0.45 GeV $^2$。结果：强调了实验参数校正的重要性。测量的$e p \to e p γ$截面的行为，并与理论进行比较。极化率拟合的详细研究揭示了它们的复杂性的一部分，与低能量膨胀的高阶项有关。结论：所提出的方面是有助于最大限度地减少系统的不确定性和提高物理结果的精度的元素。
2021-02-11 hep-ph nucl-ex nucl-th
Studies on the electromagnetic structure of the nucleon by free and quasi-free Compton scattering at MAMI (Mainz)
在MAMI（美因茨）加速器的标记光子束上，利用氢和氘靶，采用不同的实验装置研究了质子和中子的康普顿散射。对实验数据分析的理论工具进行了研究，如非减色散理论和质子和中子在氘核中束缚的准自由反应理论。实验康普顿散射数据理解在第一和第二共振区具有良好的精度。精确的电磁极化率和自旋极化率的质子和中子已经确定。
2002-11-22 hep-ph nucl-ex nucl-th
Quasi-free Compton Scattering from the Deuteron and Nucleon Polarizabilities
在入射能量为236- 260 MeV，入射角为-135 °的条件下，测量了氘的准自由康普顿散射的截面。反冲核子是在20度的液体闪烁体阵列中检测到的。使用测得的微分截面和Levchuk等人的计算，来确定束缚核子的极化率。对于结合质子，提取值与游离质子的可接受值一致。结合我们对束缚中子的结果和Rose等人的结果，我们获得α_n = 7.6-14.0和β_n = 1.2-7.6的一个西格玛约束。
2000-06-28 nucl-ex
Spin polarizabilities and polarizabilities of the nucleon studied by free and quasi-free Compton scattering at MAMI (Mainz)
除了N-> $Δ$跃迁的E2/M1比外，电磁极化率和自旋极化率也是核子的重要结构常数，它们是手征微扰理论和核子模型的灵敏检验。最近，这些数量已在MAMI（美因茨）实验研究高精度康普顿散射使用氢和氘的目标，后者的准自由散射的方法已被应用。
2003-09-15 hep-ph nucl-ex
Virtual Compton Scattering and Nucleon Generalized Polarizabilities
本文综述了低能区核子$γ^* N \to N γ$的虚康普顿散射（VCT）。我们回顾了与广义极化率（GP）和模型预测这些观测值的理论形式主义。我们提出的GP提取方法，在实验中使用的方法：基于低能量定理的色散关系和形式主义的方法。然后我们回顾了实验结果，重点介绍了最近的质子广义极化率实验数据所带来的进展，并对低能质子广义极化率领域的研究进行了展望。
2020-01-06 hep-ph nucl-ex nucl-th
Dispersion Theory in Electromagnetic Interactions
本文综述了色散关系在强子电磁结构中的各种应用。我们讨论的方式DR允许一个提取信息的强子结构常数连接信息的互补散射过程。我们认为真实的和虚拟的康普顿散射过程的质子，并总结了最近的进展，在DR分析的实验数据提取质子极化率，与替代研究的基础上的手征有效场论。我们讨论了多极分析的真实康普顿散射数据，随着DR适合的能量依赖的动力学极化率。此外，我们回顾了新的总和规则的双虚康普顿散射过程的质子，它允许模型独立的真实和虚拟康普顿散射的极化率之间的关系，和核子结构函数的时刻。双虚康普顿散射的信息被用来预测和约束μ子氢谱的极化率修正。
2018-05-26 hep-ex hep-ph nucl-ex
Results on spin sum rules and polarizabilities at low $Q^2$
我们报告最近发表的实验结果的自旋和规则，特别是广义自旋极化率$γ_0(Q^2)$（质子和中子）和$δ_\mathrm{LT}(Q^2)$（中子）。数据是在杰斐逊实验室A厅的实验E97110（中子）和B厅的实验E03006和E05111（质子和氘核）中获得的。实验覆盖了非常低的$Q^2$结构域，低至$Q^2 \simeq 0.02$ GeV $^2$。这是很好的领域，手征有效场论（$χ$ EFT）的预测应该是有效的。一些测量的观测值与最先进的$χ$ EFT预测一致，但其他观测值则处于紧张状态，包括$δ_\mathrm{LT}^n(Q^2)$，其中$χ$ EFT预测预计是稳健的。这表明$χ$ EFT还不能一致地描述核子自旋观测值，即使在实验所覆盖的非常低的$Q^2$下。
2022-02-21 nucl-ex
Designing Optimal Experiments: An Application to Proton Compton Scattering
解释测量需要物理理论，但理论的准确性可能会在实验领域有所不同。为了优化实验设计，确保现代实验所需的大量资源集中在获取最有价值的数据上，必须考虑理论不确定性和实验误差的预期模式。我们开发了一个贝叶斯方法来解决这个问题，并将其应用到质子康普顿散射的例子。手征有效场论（$χ$ EFT）预测了这种反应的散射振幅的函数形式，因此核子的电磁极化率可以从数据中推断出来。随着光子能量的增加，实验速率和极化率的灵敏度增加，但$χ$ EFT的准确性下降。我们的基于物理的模型$χ$ EFT截断误差相结合的极化率和合理的假设在HI $γ$ S和MAMI的实验能力，以评估从测量特定的可观测量在特定的运动学，\emph{i.e.}的信息增益，以确定新的数据容易收缩的不确定性的相对量。最强的增益可能来自于自旋可观测量$Σ_{2x}$和$Σ_{2x^\prime}$的新数据，它们的能量分别为$ω\simeq140$到$200$ MeV和$40^\circ$到$120^\circ$。这些将紧密约束$γ_{E1E1}-γ_{E1M2}$。关于$100$和$200$ \、MeV和宽角度范围内的微分截面的新数据将大大改善对$α_{E1}-β_{M1}$、$γ_π$和$γ_{M1M1}-γ_{M1E2}$的约束。对于$Σ_3$和$Σ_{2z^\prime}$，在$160$ MeV附近也存在良好的信号。这些数据将是关键的，在…
2021-03-02 nucl-ex nucl-th physics.data-an
Measurement of the Generalized Polarizabilities of the Proton in Virtual Compton Scattering
本文提出在 Hall C 通过虚康普顿散射精确测量质子在低 $Q^2$ 区域的两个标量广义极化率，利用高分辨率谱仪和精细 $Q^2$ 扫描揭示质子内部电磁响应动力学，以检验并挑战现有理论预言。
2023-08-14 nucl-ex
Spin polarizabilities of the proton by measurement of Compton double-polarization observables
康普顿双偏振可观测的$Σ_{2z}$已被测量的第一次在$Δ(1232)$共振区使用的圆偏振光子束入射到纵向偏振的目标在美因茨的Microtron。本文报道了这些结果，连同模型相关提取的四个质子自旋极化率从适合额外的不对称数据使用色散关系和手性微扰理论计算，与前者导致：$γ_{E1E1} = -3.18 \pm 0.52$，$γ_{M1M1} = 2.98 \pm 0.43$，$γ_{E1M2} = -0.44 \pm 0.67$和$γ_{M1E2} = 1.58 \pm 0.43$，在单位为$10^{-4}~\mathrm{fm}^{4}$。
2020-08-26 nucl-ex
Precision Sum Rule for Nucleon Isovector Polarizabilities and the Proton-Neutron Mass Difference
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；School for Theoretical Physics, School of Physics and Electronics, Hunan University（湖南大学物理与电子学院理论物理学院）；Hunan Provincial Key Laboratory of High-Energy Scale Physics and Applications, Hunan University（湖南大学高能标物理与应用湖南省重点实验室）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Southern Center for Nuclear-Science Theory (SCNT), Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所南方核科学理论中心）
本文推导了核子同位旋极化率组合的精确色散求和规则，结合实验多极和耦合道振幅确定其符号并降低不确定性，进而精确计算质子-中子电磁质量差，并检验Reggeon主导假设。
2026-10-27 hep-lat hep-ph nucl-ex
Quasi-free Compton Scattering and the Polarizabilities of the Neutron
在美因茨MAMI加速器上用Glasgow/Mainz示踪谱仪、48 cm $\oslash$ $\times$ 64 cm NaI（Tl）光子探测器和Göttingen SENECA反冲探测器测量了束缚在氘核中的质子和中子的准自由康普顿散射微分截面。数据涵盖光子能量范围从200 MeV到400 MeV在$θ^{LAB}_γ=136.2^\circ$。液态氘和氢目标允许直接比较自由和准自由散射的质子。通过反应$p(γ,π^+ n)$测量SENECA探测器的中子探测效率。从束缚质子数据中提取的“自由”质子康普顿散射截面与自由质子的康普顿散射截面合理地一致，这使得从准自由数据中提取自由散射微分截面的方法具有可信度。提取了自由中子的微分截面，得到了中子的电磁极化率之差为$α-β= 9.8\pm 3.6(stat){}^{2.1}_1.1(syst)\pm 2.2(model)$，单位为$10^{-4}fm^3$。结合由光吸收数据推导出的极化率和$α+β=15.2\pm 0.5$，得到了中子的电、磁极化率、$α_n=12.5\pm 1.8(stat){}^{+1.1}_{-0.6}\pm 1.1(model)$和$β_n=2.7\mp 1.8(stat){}^{+0.6}_{-1.1}(syst)\mp 1.1(model)$。中子的后向自旋极化率被确定为$γ^{(n)}_π=(58.6\p…
2003-02-11 hep-ex hep-ph nucl-ex
The Proton Spin Structure Function $g_2$ and Generalized Polarizabilities in the Strong QCD Regime
在低能量下，或者对于具有低动量转移$Q^2$的相互作用，强相互作用还没有得到很好的理解，但是我们最清楚的见解之一来自手征微扰理论（$χ$ PT）。这种有效的处理给出了核子广义极化率的可检验的预测--描述核子对外场响应的基本量。我们已经测量了质子的广义自旋极化率在该地区的$χ$ PT预计是有效的。我们的结果包括了有史以来第一次的横向-纵向自旋极化率$δ_{LT}$的数据，也首次将极化率$\bar{d_2}$的覆盖范围扩展到非常低的$Q^2$。这些结果是从结构函数$g_2$的矩中提取的，$g_2$是表征质子内部自旋结构的量。我们的实验在杰斐逊实验室进行，使用极化电子束和极化固体氨（NH $_3$）目标。$δ_{LT}$极化率对于$χ$ PT来说仍然是一个具有挑战性的量，尽管其对更高共振贡献的灵敏度降低;最近的竞争计算仍然彼此不一致，并且在非常低的$Q^2$下也与测量的中子数据不同。我们的质子结果提供了现有的计算之间的鉴别力，并将有助于提供更好地理解这种强QCD制度。
2022-04-25 hep-ex nucl-ex
Pion Polarizabilities
回顾和分析了最近的π介子极化率实验数据。在MAMI上，质子辐射π^+介子光生的数据被用来确定带电π介子的电偶极极化率和磁偶极极化率的差异。在阈能区到2250 MeV和2500 MeV的范围内，分别用色散关系和不变螺旋度振幅的减法对γγ->π^0π^0和γγ->π^\pm \pm的总截面进行了实验数据的拟合，其中π^0和π^ \pm的偶极和四极极化率是自由参数。这些拟合使人们能够找到π介子的电、磁偶极子和四极极化率的和与差。这些数据进行了比较与分散和规则和ChPT计算。从拟合中得到的带电π介子偶极极化率的差值与MAMI（2005）、Serpukhov（1983）和Lebedev物理研究所（1984）的结果非常一致。然而，所有这些值都偏离了ChPT框架内的最新计算结果。
2006-11-13 hep-ex hep-ph nucl-ex
Generalized polarizabilities of the nucleon in baryon chiral perturbation theory
核子广义极化率（GPs）描述了核子极化密度的空间分布，它是在虚康普顿散射中探测到的。它们通过电子束设施中的电子-质子韧致辐射（$ep\to epγ$）过程进行实验，如MIT-Bates，CEBAF（Jefferson Lab）和MAMI（Mainz）。本文给出了重子手征微扰理论（B $χ$ PT）中次领先级核子GPs和可观测量的计算，并将结果与经验信息进行了比较。在这个顺序上，我们的结果是预测，在这个意义上，所有的参数都是众所周知的。在相对较大的不确定性，我们的计算，我们发现很好的协议与实验观测的的GPs和经验提取。我们发现与以前的手征计算大的差异--所有在重子$χ$ PT（HB $χ$ PT）--和讨论B $χ$ PT和HB $χ$ PT之间的差异负责这些差异。
2017-02-22 hep-ph nucl-ex nucl-th
Sum rules across the unpolarized Compton processes involving generalized polarizabilities and moments of nucleon structure functions
导出了核子非极化双虚康普顿散射过程的两个新求和定则，建立了新的包含核子广义极化率和核子非极化结构函数$F_1(x,Q^2)$和$F_2(x,Q^2)$矩的低$Q^2$关系.这些关系有助于确定一些结构常数，这些结构常数只能在非正向双虚康普顿散射中获得，目前还不能在实验上获得。我们执行的质子的经验测定，并比较我们的结果与下一个领先的手征微扰理论预测。我们还表明，这些关系可能是有用的模型无关的确定的低$Q^2$减法功能的康普顿振幅，进入双光子交换贡献的兰姆位移（μ子）氢。明确计算$Δ(1232)$共振对μ子-氢$2P-2S$兰姆位移的贡献，得到$-1 \pm 1$ $\mathsfμ$ eV，证实了这种效应的先前解释的微小性。
2018-04-20 hep-ph nucl-ex nucl-th
Real and Virtual Compton Scattering at Low Energies
这些讲座给出了一个教学介绍真实和虚拟的康普顿散射在低能量。我们首先在非相对论量子力学的框架下讨论点粒子和复合系统的实康普顿散射。介绍了电磁极化率的概念。然后，我们在量子场论中描述康普顿散射张量，特别强调低能定理的推导。在使用电磁顶点的强子结构的一致处理的重要性被强调。最后，读者介绍了广义极化率的概念，在迅速扩大领域的虚拟康普顿散射。
1999-01-20 hep-ph nucl-ex nucl-th
Theoretical discrepancies in the nucleon spin structure and the hyperfine splitting of muonic hydrogen
我们的两个研究小组（Mainz）和Bochum，最近使用重子手征微扰理论（B $χ$ PT），重子手征微扰理论（HB $χ$ PT）的显协变对应物，重新评估了低$Q$下的自旋极化率和自旋结构函数。虽然这两个小组同意，B $χ$ PT框架的工作优于HB $χ$ PT在这个部门，他们的定量结果不同意在一些数量，最值得注意的是，质子自旋极化率$γ_0$和$δ_{LT}$。这些差异是特别有趣的光来自杰斐逊实验室的新的实验数据“自旋物理计划”。关于质子的初步数据由Karl Slifer在本次研讨会的全体会议上报告。另一个理论上的分歧是质子极化率对氢和μ子氢超精细分裂的贡献。我们的B $χ$ PT计算显示出比基于经验自旋结构函数的最先进的数据驱动评估显著更小的影响。较小的极化率贡献导致较小的Zemach半径的质子。这种差异可能与计划中的首次测量μ介子氢基态hfs有关。
2022-09-20 hep-ph nucl-ex nucl-th
Electromagnetic proton-neutron mass difference
我们讨论了Cottingham公式，并利用最先进的唯象输入评估质子-中子电磁质量差。我们分解成玻恩，非弹性和减法项的质量分裂的个人贡献。我们评估的减法功能的贡献，从实验输入和玻恩项占现代低$Q^2$数据。
2020-05-21 hep-ph nucl-ex nucl-th
Proton and neutron electromagnetic form factors and uncertainties
我们从世界电子散射数据中确定了核子电磁形状因子及其不确定度。该分析包括双光子交换校正，对低Q2和高Q2行为的约束，以及其他不确定性，以解释不同数据集之间的紧张关系和辐射校正的不确定性。
2017-12-11 hep-ph nucl-ex nucl-th
Virtual Compton Scattering and the Generalized Polarizabilities of the Proton at Q^2=0.92 and 1.76 GeV^2
质子上的虚康普顿散射（Virtual Compton Scattering，E-C）已经在Jefferson实验室使用专有的光子电产生反应（e p --> e p gamma）进行了研究。本文详细介绍了导致确定结构函数P_LL-P_TT/Q^2和P_LT的分析，以及在四动量转移平方Q^2= 0.92和1.76 GeV^2时的电磁广义极化率（GP）α_E（Q^2）和β_M（Q^2）。这些数据，再加上在较低动量下的质子自旋共振实验的结果，有助于建立一个在整个测量的Q^2范围内质子的电磁GP的连贯图像，并指出它们的非平凡行为。
2012-06-28 hep-ex nucl-ex
Backward spin polarizability $γ_π$ of the proton
利用美因茨$48 cm Ø\times 64 cm$ NaI（Tl）探测器和分段式哥廷根反冲探测器SENECA，在200 - 470 MeV能量范围内，测量了质子在$θ^{lab}_γ= 136^\circ$的康普顿散射。新的数据证实了先前的观察，即MAMI和LEGS（Brookhaven）数据之间存在系统性差异，分别导致不同的自旋极化率$γ_π= - 38.7 \pm 1.8$和$-27.2 \pm 3.1$ $(\times 10^{-4}fm^4)$。
2001-12-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
