Teoría de dispersión múltiple de Glauber

La teoría de dispersión múltiple de Glauber ^{[ 1 ] [ 2 ]} es un marco teórico desarrollado por Roy J. Glauber para describir la dispersión de partículas en blancos compuestos, como los núcleos , en términos de interacciones múltiples entre la partícula de sondeo y los constituyentes individuales del blanco. Se utiliza ampliamente ^{[ 3 ]} en física de altas energías , física nuclear y física hadrónica , donde los efectos de coherencia cuántica y la dispersión múltiple son significativos.

La idea básica del formalismo de Glauber es que se supone que el proyectil incidente interactúa con cada componente del blanco complejo sucesivamente mientras se mueve en línea recta a través de él. Esto supone la aproximación eikonal , es decir, que la trayectoria del proyectil es casi rectilínea, con solo pequeñas desviaciones angulares debidas a las interacciones con el componente del blanco. La teoría tiene en cuenta que un proyectil puede interactuar con más de un constituyente (por ejemplo, los nucleones de un núcleo blanco) al pasar a través de él. Estas interacciones se tratan de forma coherente . La amplitud de dispersión se toma como la suma de las contribuciones de las dispersiones múltiples. Esto se realiza utilizando el modelo óptico , donde el núcleo blanco se trata como un potencial complejo. De hecho, la superposición coherente de amplitudes de dispersión de todas las trayectorias posibles a través del núcleo es un aspecto fundamental, que da lugar a fenómenos como los patrones de difracción . La teoría suele utilizar distribuciones de potencial gaussiano o de Woods-Saxon para las densidades nucleares.

La amplitud de dispersión elástica${\displaystyle F(q)}$En la teoría de Glauber viene dada por: ^{[ 4 ]}

${\displaystyle F(q)={\frac {ik}{2\pi }}\int d^{2}be^{i{\vec {q}}{\vec {b}}(1-e^{i\chi ({\vec {b}})})},}$

dónde:${\displaystyle {\vec {q}}}$es la transferencia de momento ,${\displaystyle {\vec {b}}}$es el parámetro de impacto ,${\displaystyle \chi ({\vec {b}})}$es el desplazamiento de fase eikonal que representa el potencial de interacción integrado.

Para un núcleo,${\displaystyle \chi ({\vec {b}})}$se expresa como la suma de las contribuciones de los nucleones individuales,${\displaystyle \textstyle \chi ({\vec {b}})=\sum _{j}\chi _{j}({\vec {b}}-{\vec {s}}_{j})}$dónde${\displaystyle {\vec {s}}_{j}}$es la posición transversal del nucleón${\displaystyle j}$⁠ .

A altas energías, el formalismo anterior se simplifica al centrarse en la geometría transversal y descuidar efectos como el espín o la dinámica de baja energía. Las correcciones relativistas no formaban parte del formalismo original, pero se han incluido en aplicaciones modernas cuando son necesarias (casos de alta energía). ^{[ 5 ]} Otras simplificaciones son que la teoría asume dispersiones independientes, descuida las correlaciones entre nucleones y, como modelo efectivo, no tiene en cuenta directamente algunos efectos de QCD , que son significativos a distancias muy pequeñas.

La teoría de Glauber se ha aplicado a:

• Dispersión elástica e inelástica de protones , neutrones y otras partículas al chocar con los núcleos nucleares.
• Colisiones de iones pesados ​​para describir la geometría inicial de las colisiones y la deposición de energía.
• Difracción de alta energía en la dispersión hadrón-hadrón o hadrón-núcleo.
• Efecto EMC , específicamente el sombreado nuclear, en la dispersión inelástica profunda .
• La transparencia del color describe la cantidad del proyectil que penetra en el núcleo objetivo sin ser absorbida o desviada significativamente.

• Roy J. Glauber
• Estado coherente