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第1章 电磁探针引论1

1.1 电子探针1

1.1.1 从低能电子探针谈起2

1.1.2 电子探针：从低能到高能3

1.1.3 电子探针：核子的电磁形状因子3

1.1.4 电子探针：准弹性散射4

1.1.5 电子探针：三个共振区8

1.1.6 电子探针：深度非弹性散射9

1.1.7 电子探针：EMC效应15

1.1.8 极化电子探针16

1.1.9 极化电子探针：不对称性17

1.1.10 核内核子的电磁形状因子18

1.2 光子探针19

1.2.1 光子探针简史19

1.2.2 光核反应中的核介质效应20

1.3 研究现状21

1.3.1 关于电子探针与核子形状因子问题21

1.3.2 关于eA的准弹性散射过程21

1.4 电磁探针展望21

参考文献23

第2章 高能电子探针与核子结构的实验研究28

2.1 概述28

2.2 核子的电磁形状因子30

2.2.1 绝对截面法测质子弹性散射形状因子和核子的大小31

2.2.2 质子的电磁形状因子的实验测量32

2.2.3 中子的电磁形状因子的实验测量36

2.2.4 核的纵向响应函数和库仑求和规则37

2.3 核子的奇异性电磁形状因子38

2.3.1 核子的奇异性形状因子和中性弱矢量形状因子39

2.3.2 中性弱矢量形状因子与宇称破坏不对称性40

2.3.3 奇异性形状因子的实验测量40

2.4 核子自旋平均的结构函数44

2.4.1 深度非弹性散射中核子自旋平均的结构函数44

2.4.2 核子结构函数的实验测量45

2.4.3 广义部分子分布和深度虚康普顿散射48

2.5 核子极化结构函数51

2.5.1 深度非弹性散射中核子的纵向极化结构函数的实验研究52

2.5.2 深度非弹性散射中核子的横向极化结构函数的实验研究62

参考文献65

第3章 带电轻子探针与原子核结构——EMC效应69

3.1 带电轻子-核子深度非弹性散射与核内核子结构函数69

3.1.1 带电轻子-核子深度非弹性散射69

3.1.2 原子核内束缚核子的结构函数71

3.2 EMC效应的实验现象72

3.2.1 EMC效应的实验发现72

3.2.2 Rochester-SLAC-MIT的实验验证73

3.2.3 EMC效应的后续实验研究73

3.3 EMC效应的理论解释74

3.3.1 早期的理论模型74

3.3.2 核束缚能效应77

3.3.3 组分夸克模型和双重x重新标度模型81

3.3.4 部分子演化模型82

参考文献83

第4章 光子探针与原子核结构85

4.1 核阴影效应85

4.1.1 核阴影效应的实验现象85

4.1.2 核阴影效应的理论解释87

4.1.3 EMC效应与核阴影和反阴影效应的统一描述91

4.2 核德雷尔-颜过程94

4.2.1 德雷尔-颜过程与核德雷尔-颜过程94

4.2.2 核德雷尔-颜过程的实验研究98

4.2.3 核德雷尔-颜过程的理论研究99

4.3 J/ψ光生反应101

4.3.1 J/ψ光生反应的实验现象101

4.3.2 J/ψ光生反应的理论解释103

参考文献103

第5章 核子探针与核力105

5.1 核力理论研究简史105

5.1.1 关于介子交换模型105

5.1.2 关于夸克模型106

5.1.3 关于介子交换模型的新发展107

5.1.4 关于高精度现实NN势模型107

5.2 核子探针与NN散射实验108

5.3 由核子探针检验核力的介子交换模型111

5.3.1 CD-Bonn势简介111

5.3.2 由核子探针确定Bonn模型参数113

5.3.3 核力的其他介子理论模型115

5.4 由核子探针检验Argonne v18势115

5.4.1 Argonne v18势简介115

5.4.2 由核子探针检验Argonne v18势116

5.5 由核子探针检验手征NN势118

5.5.1 引述：两个简单例子118

5.5.2 有效场论与手征微扰论简介119

5.5.3 引述：有效拉格朗日量概要119

5.5.4 核子探针检验结果121

5.6 极化核子探针123

5.6.1 自旋观测量简介123

5.6.2 极化NN散射实验124

5.6.3 极化NN散射新数据126

5.7 中高能核子探针与短程核力130

5.7.1 中高能区的特殊性130

5.7.2 相对论介子交换模型要点131

5.7.3 中高能NN散射实验131

5.7.4 中高能核子探针检验结果133

5.8 问题与展望135

参考文献135

第6章 中高能质子与原子核的相互作用141

6.1 引言141

6.2 NN相互作用的简单回顾143

6.2.1 NN弹性散射143

6.2.2 NN非弹性反应144

6.2.3 NN碰撞中的K、η、ω和φ介子产生147

6.3 中高能pA散射的理论处理149

6.3.1 pA散射的非相对论唯象光学模型描述149

6.3.2 沃森多重散射理论及光学势150

6.3.3 格劳伯多重散射理论154

6.3.4 微观和半微观核子-核光学势159

6.3.5 pA散射的相对论描述160

6.4 中高能pA碰撞中的π介子产生161

6.4.1 π介子产生的实验161

6.4.2 π介子产生与核内的核子共振态163

6.4.3 重子态和多夸克态165

6.5 pA碰撞中的η介子产生与ηA束缚态166

6.5.1 pA碰撞中η介子产生与核内的N（1535）共振态166

6.5.2 η介子产生与ηA束缚态167

6.6 pA碰撞中阈能附近K介子产生与超核168

6.6.1 p+A→K+++X反应168

6.6.2 pA碰撞中A超核的产生170

6.7 中高能pA碰撞引起的其他反应171

6.7.1 pA碰撞中其他介子产生171

6.7.2 pA碰撞引起的散裂反应与散裂中子源172

6.8 问题与展望173

参考文献175

第7章 π介子与原子核的相互作用178

7.1 引述：π介子探针与π核相互作用178

7.2 πN二体相互作用179

7.2.1 πN散射的同位旋分析179

7.2.2 πN散射振幅的分波展开与相移分析181

7.2.3 πN相互作用的基本理论183

7.3 πN散射与重子共振185

7.3.1 共振态与相移185

7.3.2 布莱特-维格纳共振186

7.3.3 共振态与散射振幅的解析行为：阿根图186

7.3.4 ππ散射与新的介子共振态188

7.4 π介子与原子核的散射191

7.4.1 πA一级光学势191

7.4.2 高阶修正193

7.4.3 π介子与原子核散射的研究现状194

7.5 πA电荷交换反应197

7.5.1 πA单电荷交换反应197

7.5.2 πA双电荷交换（DCX）反应的实验研究198

7.5.3 关于双电荷交换机制的讨论201

7.5.4 DCX反应的理论处理方法202

7.6 π介子在原子核上的吸收206

7.6.1 π吸收机制的讨论206

7.6.2 π吸收后核子发射的多重散射处理207

7.6.3 π介子在原子核上的辐射吸收208

7.7 π介子在原子核上引起的介子产生209

7.7.1 （π+，K+）协同产生反应与超核209

7.7.2 （π，η）反应209

7.7.3 （π，2π）反应与核内的σ介子211

7.8 核物质中π介子性质的变化213

7.8.1 π介子在核物质中的自能213

7.8.2 π介子在核内性质的讨论214

7.9 展望216

7.9.1 介子在未来强作用物理中的地位216

7.9.2 πN散射与ππ散射和核物理217

7.9.3 双重子的寻找218

7.9.4 原子核内的△和π219

7.9.5 π介子在极化耙上的反应219

7.9.6 πA单电荷与双电荷交换219

7.9.7 高能和高核物质密度的π动力学研究220

参考文献220

第8章 K介子探针与超核物理223

8.1 引述223

8.1.1 K介子探针的简单性质223

8.1.2 带电K介子的产生和衰变224

8.1.3 中性K介子的衰变225

8.2 KN二体相互作用226

8.2.1 引述226

8.2.2 KN系统的同位旋228

8.2.3 K+ N散射实验的主要特征229

8.2.4 K+ N散射的分波分析230

8.2.5 K+ N散射的理论模型230

8.3 K- N二体相互作用240

8.3.1 引述240

8.3.2 K- N相互作用理论241

8.3.3 K- N散射研究的发展243

8.3.4 K- N二体反应过程244

8.4 K+ A散射245

8.4.1 K+ A散射实验结果245

8.4.2 K+ A散射的理论分析246

8.4.3 K+ A散射的光学模型246

8.5 K+ A散射的核介质效应248

8.5.1 K+ A散射的常规核介质效应248

8.5.2 K+ A散射的次常规核介质效应249

8.5.3 K+ A散射的非常规核介质效应251

8.5.4 K+ A散射：研究进展与问题254

8.6 K- A散射257

8.6.1 K- A弹性散射257

8.6.2 K- A光学势与K-A散射259

8.6.3 K- A势深度的进一步研究260

8.6.4 K- A势深度的动量相关性261

8.6.5 K- A光学势动量相关性的RMF分析262

8.6.6 K-介子的平均自由程264

8.7 K介子探针的其他相关问题265

8.7.1 中性K介子散射265

8.7.2 重子产生267

8.7.3 奇异性交换反应267

8.7.4 超核产生268

8.7.5 扭曲波冲量近似270

8.7.6 超核结构研究进展272

8.7.7 A超核衰变275

参考文献280

第9章 中高能探针在原子核上的奇异性产生289

9.1 引述-奇异性产生289

9.2 奇异性产生的基本过程290

9.2.1 研究概况290

9.2.2 pp碰撞中的奇异性产生291

9.2.3 πN碰撞中的奇异性产生296

9.2.4 K介子与核子（K-p）碰撞中的奇异性产生297

9.3 电磁探针与奇异性产生299

9.3.1 引述299

9.3.2 基本过程理论分析300

9.3.3 奇异粒子的光产生303

9.3.4 奇异粒子的电产生304

9.4 核物质中的奇异性产生305

9.4.1 质子与核（pA）碰撞中的奇异性产生306

9.4.2 介子与核（πA及KA）碰撞中的奇异性产生307

9.4.3 超核光产生与电产生307

9.5 问题与展望310

参考文献311

第10章 中高能探针在核子与核上的重味产生317

10 1 引述317

10.1.1 关于重夸克的特点317

10.1.2 关于重味强子318

10.1.3 重夸克偶素318

10.1.4 关于重夸克系统的有效理论319

10.2 基本的重味产生过程319

10.2.1 重味产生引述319

10.2.2 重味产生基本过程动力学特征320

10.3 高能核子-核子（pp）碰撞与重味产生322

10.4 RHIC实验中的重味衰变道323

10.5 可能的重味超核326

参考文献327

第11章 中微子探针引论329

11.1 一般讨论329

11.1.1 关于中微子探针329

11.1.2 中微子性质简介330

11.1.3 中微子源332

11.1.4 中微子味振荡与中微子质量332

11.2 中微子振荡物理333

11.2.1 概述333

11.2.2 振荡长度333

11.2.3 三味混合矩阵335

11.2.4 三味混合矩阵的欧拉转动参数化336

11.2.5 实验数据现状337

11.3 弱作用理论和中微子探针337

11.3.1 弱相互作用的费米理论338

11.3.2 弱作用的中间玻色子理论340

11.3.3 衰变宽度和散射截面341

11.3.4 电弱统一理论342

11.3.6 弱作用理论小结343

11.4 中微子探针与夸克模型343

11.4.1 夸克模型343

11.4.2 中子β衰变的夸克模型344

11.4.3 轻子-夸克对称性344

11.4.4 夸克混合345

11.4.5 CKM矩阵345

11.4.6 中微子-夸克散射（荷电流过程）346

11.4.7 中微子-夸克散射（中性流过程）347

11.5 中微子-核散射研究意义347

11.6 中微子-电子散射348

11.6.1 中性流高能μ中微子弹性散射348

11.6.2 低能中微子-电子散射349

11.7 中微子探针与核子349

11.7.1 概述349

11.7.2 荷电流过程与中性流过程350

11.7.3 νN散射截面理论结果的一般趋势351

11.7.4 低能中性流νN散射352

11.7.5 导致π产生的荷电流（CC）νN准弹性散射353

11.7.6 中微子探针与核子弹性散射形状因子354

11.7.7 中微子探针与核子的轴矢形状因子354

11.7.8 中微子探针与核子内的夸克355

11.7.9 中高能中微子-核子非弹性散射356

11.8 中微子探针与原子核357

11.8.1 研究概述357

11.8.2 低能中微子-原子核散射理论框架（Ev《GeV）357

11.8.3 低能中微子-原子核散射截面357

11.8.4 中高能中微子-原子核散射（1 GeV≤Ev≤10 GeV）358

11.8.5 中微子深度非弹性散射359

11.8.6 小结359

参考文献361

第12章 中微子-原子核深度非弹性散射365

12.1 中微子（反中微子）-核子深度非弹性散射与核子结构函数365

12.2 中微子探针与核子结构函数的核效应371

12.2.1 实验研究371

12.2.2 核子结构函数的核效应373

12.3 中微子深度非弹性散射与核阴影效应374

12.4 粲强子产物与奇异海夸克分布377

12.4.1 双μ子产生微分截面377

12.4.2 核内奇异海夸克分布的实验研究379

12.5 问题与展望381

参考文献381

索引383

后记394