Weak charge and weak radius of 12{}^{12}C

We present a feasibility study of a simultaneous sub-percent extraction of the weak charge and the weak radius of the ${}^{12}$C nucleus using parity-violating electron scattering, based on a largely model-independent assessment of the uncertainties. The corresponding measurement is considered to be carried out at the future MESA facility in Mainz with $E_{\rm beam} = 155$ MeV. We find that a combination of a $0.3\%$ precise measurement of the parity-violating asymmetry at forward angles with a $10\%$ measurement at backward angles will allow to determine the weak charge and the weak radius of ${}^{12}$C with $0.4\%$ and $0.5\%$ precision, respectively. These values could be improved to $0.3\%$ and $0.2\%$ for a $3\%$ backward measurement. This experimental program will have impact on precision low-energy tests in the electroweak sector and nuclear structure.Comment: 7 pages, 5 figure

Кінетичні параметри іонізуючої здатності розчинників. Природа сольватаційних ефектів при гетеролізі 2-арил-2-хлорадамантанів

Aim. To find out the possibility of using tertiary substrates as benchmarks for determining the kinetic parameters of the ionizing ability of solvents Y.Results and discussion. The rate of heterolysis of tertiary substrates, especially adamantyl derivatives, is highly dependent on the effect of nucleophilic solvation. This effect increases with increasing spatial complications. The use of 2-aryl-2-halogenadamantanes as reference points is impractical because the conjugation of the positive charge with the phenyl strongly depends on the nature of the solvent. The least sensitive to the effects of specific solvation is tBuCl. Unlike tertiary compounds, the heterolysis rate of secondary ones does not depend on the nucleophilicity of the solvent.Experimental part. The kinetic data of tertiary substrates obtained by different methods (conductometric, chromatographic, verdazyl) were generalized using correlation analysis.Conclusions. Tertiary substrates are unsuitable as benchmarks for determining the ionizing ability of solvents due to the negative effect of nucleophilic solvation. Secondary substrates are less sensitive to the effects of specific solvation. The rate of heterolysis of secondary substrates is described by the parameters of polarity f(ɛ) and electrophilicity E or solvatochromic parameters of the ionizing capacity of the solvent Z(ЕТ).Received: 25.06.2020 Revised: 15.07.2020 Accepted: 27.08.2020Мета. З’ясувати доцільність використання третинних субстратів як реперів для визначення кінетичних параметрів іонізуючої здатності розчинників Y.Результати та їх обговорення. Швидкість гетеролізу третинних субстратів, особливо адамантильних похідних, сильно залежить від ефекту нуклеофільної сольватації. Цей ефект посилюється зі збільшенням просторових перешкод. Використання як реперів 2-арил-2-галогенадамантанів недоцільне, оскільки спряження позитивного заряду, що зароджується, з фенілом сильно залежить від природи розчинника. Найменш чутливим до ефектів специфічної сольватації є tBuCl. На відміну від третинних, швидкість гетеролізу вторинних сполук не залежить від нуклеофільності розчинника.Експериментальна частина. Кінетичні дані третинних субстратів, отримані різними методами (кондуктометричним, хроматографічним, вердазильним), узагальнювали за допомогою кореляційного аналізу.Висновки. Третинні субстрати непридатні як репери для визначення іонізуючої здатності розчинників внаслідок негативного ефекту нуклеофільної сольватації. Вторинні субстрати менш чутливі до ефектів специфічної сольватації. Швидкість гетеролізу вторинних субстратів описується параметрами полярності f(ɛ) і електрофільності Е або сольватохромними параметрами іонізуючої здатності розчинника Z(ET).Received: 25.06.2020 Revised: 15.07.2020 Accepted: 27.08.202

Effects beyond the Born Approximation for the Elastic Scattering of Leptons by a Nucleon

Elastic lepton scattering off of a nucleon has proven to be an efficient tool to study the structure of the hadron. In particular, the spatial distributions of the nucleon's charge and magnetization can be accessed through measurements of its electric (GE) and magnetic (G M) form factors. These form factors can be extracted from unpolarized cross sections measurements by using the Rosenbluth separation technique. At the current level of accuracy, a determination of GE and GM from an analysis of elastic lepton-nucleon scattering data requires effects beyond the leading-order (Born) approximation to be taken into account. In this work, I study higher-order QED corrections to elastic lepton-nucleon scattering. First of all, I perform a model-independent calculation of conventional charge-dependent contributions in unpolarized lepton-proton scattering without making use of ultra-relativistic approximations. Second, in a connection to the future MUSE experiment in Switzerland, I estimate helicity-flip meson exchanges that make a difference in a comparison of ultra-relativistic vs non-ultra-relativistic lepton-proton scattering. Finally, I present a model calculation of the target-normal single-spin asymmetry in elastic electron-nucleon scattering. Such an asymmetry gives us a direct tool to studies of the imaginary part of the two-photon exchange amplitude