Analysis of the forward np and$\bar p$p charge exchange amplitudes at intermediate and high energiesp charge exchange amplitudes at intermediate and high energies

Summary

The np and$\bar p$p charge exchange processes are analysed in the very forward region (|t|≲2m ²_π ), independently of any particular model, within the general hypothesis that only thet-channel π exchange term can vary appreciably in such a smallt-interval. This hypothesis is shown to be quite restrictive: it implies in particular that the fall-off of the differential cross-section betweent=0 and |t| ⋍m ²_π cannot exceed a factor 2, whatever the energy (provided it is not too near to threshold). Now such a factor 2 seems to be actually found experimentally, in np charge exchange, for all incident momenta between 600 MeV/c and 24 GeV/c; it then turns out that the 3 linear combinations of the 5 invariant amplitudes which can contribute att=0 (besidest-channel π exchange) are practically determined in the corresponding range of values ofs. These approximate relations between the amplitudes are discussed and compared with the predictions of some specific models. Finally, they are analysed using fixed-t dispersion relations; the approximate values obtained for the amplitudes in the np → pn channel give nontrivial restrictions on the absorptive parts in the crossed$\bar p$p →$\bar n$n channel.

Riassunto

Si analizzano i processi di scambio della carica np e$\bar p$p nella regione estrema in avanti (|t|≲2m ²_π ), indipendentemente da qualsiasi modello particolare, nell’ipotesi generale che solo il termine di scambio di un pione nel canalet possa variare apprezzabilmente in questo piccolo intervallo di valori dit. Si mostra che questa ipotesi è assai restrittiva: in particolare che essa implica che la caduta della sezione d’urto differenziale nei pressi dit=0 e |t| ≃m ²_π non può superare un fattore 2, per qualsiasi energia (purché non sia troppo vicina alla soglia). Ora sembra che un tale fattore 2 si sia trovato sperimentalmente, nello scambio di carica np, per tutti i valori dell’impulso incidente compresi fra 600 MeV/c e 24 GeV/c; risulta allora che le 3 combinazioni lineari delle 5 ampiezze invarianti che possono contribuire at=0 (oltre allo scambio di un pione nel canalet) sono praticamente determinate nel corrispondente campo di valori dis. Si discutono queste relazioni approssimate tra le ampiezze e si confrontano con le previsioni di certi modelli specifici. Infine le si analizzano usando relazioni di dispersione at fissato; i valori approssimati delle ampiezze ottenuti nel canale np → pn danno restrizioni non banali per le parti relative all’assorbimento nel canale incrociato$\bar p$p →$\bar n$n.