Proton-antiproton scattering near threshold

Summary

Recent experiments and theoretical conjectures suggest the presence of unusual features in antiproton-proton scattering near elastic threshold. We have analyzed the content of three classes of simplified phenomenological models of$\overline {\text{p}}$-p scattering in the very-lowmomentum region (P _lab≲350 MeV/c). The models show striking differences in the expected threshold behavior of cross-sections and the slope of the forward scattering peak. We find that the published data strongly favor a class of resonance-dominance models which possess some features of the dual-resonance spectrum. Models with smoothed absorptive amplitudes and those which emphasize structure below threshold would be ruled out. The analysis presented here makes it possible to discriminate between models on the basis of gross features of the data and to interpret systematically the consequences for a choice of model by using new data as they become available. We present a brief discussion of the apparent non-S-wave behavior near threshold in terms of possible longer-range forces in the$\overline {\text{p}}$-p system, and discuss the usefulness of several types of further experiments on$\overline {\text{p}}$-p in the lowmmomentum region.

Riassunto

Recenti experimenti e congetture teoriche suggeriscono la presenza di peculiarità insolite nello scattering antiprotone-protone presso la soglia elastica. Si è analizzato il contenuto di tre classi di modelli fenomenologici semplificati dello scattering$\overline {\text{p}}$-p nella regione di impulso bassissimo (P _lab≲350 MeV/c). I modelli mostrano notevoli differenze nel previsto comportamento di soglia delle sezioni d'urto e della pendenza del picco dello scattering in avanti. Si trova che i dati pubblicati favoriscono nettamente una classe di modelli di predominio della risonanza che possiedono alcune caratteristiche dello spettro della risonanza duale. Si dovrebbero escludere i modelli con ampiezze assorbitive spianate e quelli che mettono in rilievo una struttura al di sotto della soglia. L'analisi presentata qui rende possibile una discriminazione fra i modelli sulla base delle caratteristiche complessive dei dati ed una interpretazione sistematica delle conseguenze per una scelta del modello usando i nuovi dati man mano che diventano disponibili. Si presenta una breve discussione dell'apparente comportamento non di ondaS presso la soglia in termini di possibili forze di raggio maggiore nel sistema$\overline {\text{p}}$-p e si discute l'utilità di numerosi tipi di ulteriori esperimenti su$\overline {\text{p}}$-p nella regione dei piccoli impulsi.

Резюме

Последние эксперименты и теоретические предсказания указывают на существование необычных особенностей в протон-антипротонном рассеянии вблизи упругого порога. Мы провели анализ содержания трех классов упрощенных феноменологических моделей$\overline {\text{p}}$-p рассеяния в области очень малых импульсов (P _лаб≲350 МэВ/с). Эти модели обнаруживают поразительные различия в пороговом поведении поперечных сечений и наклоне пика рассеяния вперед. Мы находим, что опубликованные данные благоприятствуют классу моделей, которые обладают некоторыми особенностями резонансного спектра. Модели с сглаженными абсорбционными амплитудами и модели, которые придают особое значение структуре ниже порога, следовало бы исключить. Предложенный в работе анализ позволяет различить модели на основе главных характеристик экспериментальных данных и последовательно интерпретироцать следствия для выбора модели, используя новые данные, когда они будут опубликованы. Мы предлагаем краткое обсуждение явного неS-волнового поведения вблизи порога в терминах возможных длиннодействующих сил в$\overline {\text{p}}$-p системе и обсуждаем полезность некоторых типов дальнейших экспериментов по$\overline {\text{p}}$-p рассеянию в области малых импульсов.