Kurzfassung
Es wird ein relativistisches Potentialkonzept für die Beschreibung der Nukleon-
Nukleon (NN) Wechselwirkung und Streuung im Energiebereich 0 < TLab < 3
GeV verfolgt. Paradigmatisch, NN Potentiale der Kernphysik bewähren sich
für nukleare Vielteilchen Probleme wenn die experimentellen NN Daten damit
bestens beschrieben werden. Mittelenergetische NN Streuung sieht, neben den
nukleonischen Freiheitgraden der mittel und lang reichweitigen Wechselwirkung,
die Quark-Gluon Freiheitsgrade (QCD) in Verbindung mit Mesonproduktion und
Hadron Anregungen. Die genaue Zuweisung und Parametrisierung der Wechselwirkungen,
zur jeweils dominierenden radial abhängigen Dynamik, ist das Thema
dieser Dissertation. Es werden, um der Poincaré Invarianz Rechnung zu tragen,
zwei gekoppelte Dirac Gleichungen durch Instant Form Dynamics eingeschränkt.
Eine ausführliche Zusamenenstellung der theoretischen und mathematischen Mittel,
wesentlich basierend auf den Arbeiten von Crater und Van Alstine, umfasst
einen großen Teil der Arbeit. Die Vereinfachung der gekoppelten Dirac Gleichungen
in eine Art stationäre Schrödinger Gleichungen wird ausgeführt. Als Ergebnis
dieser Reduktion erhält man einen Satz gekoppelter radialer Schrödinger Gleichungen
mit explizite energieabhängigen Potentialen. Die Potentiale entsprechen
Ausdrücken von komplexen Funktionen und deren Ableitungen. Es wurde eine
umfangreiche Numerik entwickelt um die neuesten Neutron-Proton und Proton-
Proton Phasenverschiebungen, GWU/SAID-2003, nach Partialwellen entwickelt,
für Energien zwischen 0 und 3 GeV zu parametrisieren und berechnen. Dazu
zählt auch das Deuteron. Das Wechselwirkungsmodell wird durch π,ρ, ω and
σ Austausch geleitet und deren Kopplungskonstanten werden angepasst. Dies
liefert im ersten Schritt einen guten Fit der Arndtschen Phasen zwischen 0 und
300 MeV. Es zeigen die Potentiale, unabhängig vom Drehimpuls, ein repulsives
Core-Potential mit Eigenschaften, das von Teilchenmassen und der relativistischen
Behandlung des Problems bestimmt wird. Durch ein optisches Potential
(OMP) erweitert, werden die Rechnungen von 300 MeV bis 3 GeV fortgesetzt.
Damit wird die QCD dominierte kurzreichweitige Zone, mit innerer Nukleon-
Anregung und Meson-Produktion, durch ein komplexes Potential im Ortsraum
beschrieben. Das optische Potential, als innere Fortsetzung zum Dirac Potential
des Mesonaustausches wo r > 0.5 fm, liefert für die Partialwellen sehr einfach eine
Anpassung von Theorie und Daten. Die optischen Potentiale subsummieren die
komplexe kurzlebige QCD Anregungstruktur in glatte Energieabhängigkeiten.
Es zeigt sich ein konsistentes Bild wenn die Nukleonen, als separate Cluster,
Anregungen und Meson-Produktion durchlaufen und die Bildung eines einzigen
Dibaryon Clusters nicht dominiert. Für zukünftige Arbeiten wird vorgeschlagen
den Teil des phänomenologischen OMP durch ein mikroskopisches OMP zu ersetzen
und Doppelanregungen von Δ(3,3) und anderen Paaren explizite zu koppeln.
The relativistic potential concept is fostered for the description of nucleon-nucleon
(NN) interactions and scattering for energies 0 < TLab < 3GeV. It proves useful
to confirm and predict nuclear properties and reactions with the implicit knowledge
having the best possible agreement with experimental NN data. Medium
energy NN scattering, as is accepted for low energy nuclear physics in general, is
determined from proton, nucleon and meson degrees of freedom in the long range
soft interaction sector, the quark gluon degrees of freedom govern the short distance
hard processes. The identification and parameterization, of the combined
long and short range NN domains, is the topic of this thesis. The formalism for
two coupled Dirac equations, within constraint instant form dynamics, is used to
study the NN interaction. The comprehensive review, of the important theoretical
tools and associated mathematics, rests essentially on the work of Crater and
Van Alstine. The reduction of the coupled Dirac equations into Schrödinger type
equations is given. Explicitly energy dependent coupled channel potentials, for
use in partial wave Schrödinger like equations, with nonlinear and complicated
derivative terms, result. We developed the necessary numerics and study np and
pp scattering phase shifts for energies 0 to 3 GeV and the deuteron bound state.
The interactions are inspired by meson exchange of π,ρ, ω and
σ mesons for
which we adjust coupling constants. This yields, in the first instant, high quality
fits to the Arndt phase shifts 0 to 300 MeV. Second, the potentials show a universal,
independent from angular momentum, core potential which is generated with
the relativistic meson exchange dynamics. Extrapolations towards higher energies,
up to TLab equal 3 GeV, allow to separate a QCD dominated short range zone
as well as inelastic nucleon excitation mechanism contributing to meson production.
A local or nonlocal optical model, in addition to the meson exchange Dirac
potential, produces agreement between theoretical and phase shifts data. The
optical model potentials reflect a short lived complex multi hadronic intermediate
structure formation of which the optical model parameters give a consistent
picture. For future work, the here presented phenomenological access encourages
a more microscopic and detailed use of QCD, including explicit Δ(3,3) pair
formation and some obviously predominant other pair mechanism.