Virtual-proton Compton effect and the electron (Muon)-proton bremsstrahlung as a test of quantum electrodynamics

Summary

The virtual-proton Compton effect is studied in the approximation of a single virtual proton and a 3–3 resonance. The computation of the latter intermediate state is carried out in the framework of isobaric formalism. The contribution to the measurements of the wide-angle bremsstrahlung, arising from the virtual-proton Compton terms, is given explicitly. It is shown that these contributions depend strongly on the kinematical configuration of the experiments and may change appreciably the results of pure QED in the critical region where the intermediate electron or muon is far off its mass shell. the numerical results suggest that the exponential form factor is a more reasonable one, to describe the behaviour of the$\gamma {\mathcal{N}}{\mathcal{N}}^ *$ vertex form factor. In addition it is pointed out that proton-polarization measurements in the wide-angle bremsstrahlung and large-angle pair-production experiments, provide one with a new important source of information about the contribution of the virtual-proton Compton effect to these processes. Polarized cross-sections are explicity calculated.

Riassunto

L'effetto Compton virtuale su protone è studiato nell'approssimazione di protone virtuale singolo e risonanza 3-3 come stati intermedi. Il calcolo del secondo stato intermedio è eseguito nell'ambito del formalismo isobarico. Il contributo alla bremsstrahlung a grande angolo dovuto ai termini di effetto Compton virtuale è dato esplicitamente. Si mostra che questi contributi dipendono fortemente dalla configurazione cinematica degli esperimenti e possono cambiare sensibilmente i risultati della pura QED nella regione critica in cui l'elettrone o il muone intermedio è molto fuori del mass-shell. I risultati numerici suggeriscono che il fattore di forma esponenziale è più ragionevole per descrivere l'andamento del vertice$\gamma {\mathcal{N}}{\mathcal{N}}^ *$. Inoltre si fa notare che misure di polarizzazione del protone in esperimenti di bremsstrahlung a grande angolo e produzione di coppie a grande angolo forniscono una nuova importante fonte di informazioni sul contributo dell'effetto Compton virtuale a questi processi. Le sezioni d'urto polarizzate sono calcolate esplicitamente.

Резюме

Изучается виртуальный эффект Комптона в приближении единственного виртуального протона и 3-3 резонанса. Вычисление промежуточного состояния 3-3 резонанса производится в рамках изобарического формализма. Точно приводится вклад в измерения широкоуглового тормозного излучения, возникающий от членов виртуального протонного эффекта Комптона. Показывается, что эти вклады сильно зависят от кинематической конфигурации эксперимента и могут заметно изменить результаты чистой квантовой электродинамики в критической области, где промежуточный электрон или мюон находятся далеко от массовой поверхности. Численные результаты предполагают, что экспоненциальный форм-фактор является более приемлемым для описания поведения форм-фактора вершины$\gamma {\mathcal{N}}{\mathcal{N}}^ *$. Кроме того, отмечается, что измерения поляризации протонов в широкоугловом тормозном излучении и экспериментах по рождению пар на большие углы представляют один из новых источников информации о вкладе виртуального протонного эффекта Комптона в эти процессы. Точно вычисляются поляризационные поперечные сечения.