Non-regge and hyper-regge effects in pion-nucleon charge exchange scattering at high energies

Summary

The experimental data on the charge exchange differential cross-section and on the difference of the π⁺p and π⁻p total cross-sections in the rangep _L =5 GeV/c to 200 GeV/c are shown to be incompatible with conventional Regge asymptotic behaviour. It is shown that an additional term is required which grows in importance with energy. The precise form of the new term cannot be ascertained, but it is shown that it corresponds to a singularity atJ =1 in the complex-angular-momentum plane. Amongst the possible types of additional term there are two which are aesthetically favoured and which have been closely analysed. These correspond to i) a non-Regge behaviour associated with the maximal growth permitted in axiomatic field theory; ii) a «hyper-Regge» term,i.e. an odd-signatured Regge pole, the analogue of the pomeron pole, with interceptα =1 att =0. Very striking predictions, in particular for the charge exchange polarization, follow as a consequence of the non-Regge or hyper-Regge asymptotic behaviour of the crossing-odd amplitude.

Riassunto

Si mostra che i dati sperimentali sulla sezione d’urto differenziale di scambio di carica e sulla differenza delle sezioni d’urto totali π⁺p e π⁻p nell’intervalloP _L =5 GeV/c a 200 GeV/c sono incompatibili con il comportamento asintotico di Regge convenzionale. Si mostra che è necessario un termine addizionale la cui importanza cresce con l’energia. La forma esatta del nuovo termine non può essere accertata, ma si dimostra che essa corrisponde ad una singolarità perJ =1 nel piano del momento angolare complesso. Tra i tipi possibili del termine addizionale ce ne sono due che sono favoriti esteticamente e che sono stati analizzati a fondo. Essi corrispondono i) ad un comportamento non di Regge associato alla crescita massima permessa nella teoria assiomatica dei campi, ii) ad un termine di iper-Regge, cioè un polo di Regge con segno dispari, l’analogo del polo del pomerone, con intercetta α =1 pert =0. Predizioni molto sorprendenti, in particolare per la polarizzazione di scambio di carica, seguono in conseguenza del comportamento asintotico non di Regge o di iper-Regge dell’ampiezza dispari per incrocio.

Реэюме

Покаэывается, что зкспериментальные данные для дифференциального сечения переэарядки и для раэности полных поперечных сечений π⁺p и π⁻p в области Рь =(5 ÷ 200) ГзВ/с несовместимы с обшепринятым асимптотическим поведением Редже. Покаэывается, что требуется дополнительный член, важность которого воэрастает с знергией. Точное выражение для зтого нового члена не может быть установлено, но покаэывается, что зтот член соответствует сингулярности при J =1 в плоскости комплексного момента. Среди воэможных типов дополнительного члена сушествуют два, которые являются предпочтительными с зстетической точки эрения. Проводится подробный аналиэ зтих типов членов. Эти выражения соответствуют: 1) «не-Редже» поведению, свяэанному с максимальным ростом, допустимым в аксиоматической теории поля; 2) « гипер-Редже » члену, т.е. Редже полюсу с нечетной сигнатурой, аналогу полюса Померанчука, с пересечением α=1 при t=0. В частности, для поляриэации в процессе переэарядки получаются наиболее пораэительные предскаэания, которые являются следствием «не-Редже» или «гипер-Редже» асимптотилеского поведения «кроссинг-нечетной» амплитуды.