Фэндом

Виртуальная лаборатория

Струя (физика элементарных частиц)

204 619статей на
этой вики
Добавить новую страницу
Обсуждение0 Поделиться
CDF Top Event.jpg

Событие рождения двух t-кварков в детекторе CDF. В данном событии присутствуют 4 струи. Т.к. t-кварк распадается на b-кварк и W-бозон, то мы имеем 4 кварка: 2 b-кварка и 2 кварка из распада одного W-бозона, второй W-бозон распался на лептон и нейтрино. Иллюстрация по данным ускорителя Теватрон.

Адронная струя образуется несколькими элементарными частицами, летящими в одном направлении в узком конусе. Физическая причина образования струи - адронизация кварка или глюона с большой энергией (много большей, чем масса пиона). В природе адронные струи образуются только искусственным образом, в экспериментах в физике высоких энергий.

Адронные струи в современных экспериментахПравить

Экспериментально адронные струи изучаются при анализе энергии, оставленной заряженными частицами в калориметре детектора частиц. Обычно, калориметр разбит на множество небольших ячеек, в которых измеряется «высвеченная» энергия адронов, т.е. энергия взаимодействия заряженных частиц или фотонов с материалом калориметра. Ячейки играют роль отдельных частиц для струи, и из них можно реконструировать струю и измерить некоторые её характеристики.

Примеры важных экспериментальный техник, необходимых для изучения адронных струй:

  • Реконструкция струи (например, простой конусный алгоритм реконструкции или kT алгоритм)
  • Техника компенсации нейтральной компоненты струи (энергии, унесённой нейтральными частицами)
  • Тагирование аромата кварков (например, b-тагирование).

Образование струйПравить

Струи образуются в процессах рассеяния элементарных частиц, где рассеиваются или рождаются цветные объекты партоны, кварки или глюоны. Типичные процессы, где образуются струи, - аннигиляция электрона и позитрона в состояние гамма-квант/Z-бозон, при распаде которого образуется 2 кварка. Далее кварки адронизуются и образуют струи. Впервые такие события (их называют двухструйные события) наблюдались в экспериментах на электрон-позитронном коллайдере SPEAR в лаборатории SLAC (США) в 1975 г.

Вероятность получить определённое состояние со струями при рассеянии протонов можно посчитать используя пертурбативные методы квантовой хромодинамики и функции распределения партонов в протоне. Более точно, можно посчитать сечение рождения двух кварков, например в древестном приближении, тогда импульсы кварков будут соответствовать направлению струй в событии.


\sigma_{ij \rightarrow q_1q_2} = \sum_{i, j} \int d x_1 d x_2 d\hat{t} f_i^1(x_1, Q^2) f_j^2(x_2, Q^2) \frac{d\hat{\sigma}_{ij \rightarrow q_1q_2}}{d\hat{t}},

где

  • x, Q2: переменная Фейнмана (доля импульса начального протона,которую несёт партон) и переданный импульс в процессе, соответственно.
  • \hat{\sigma}_{ij \rightarrow q_1q_2}: сечение процесса образования двух кварков q1 и q2 из начальных партонов i и j.
  • f_i^a(x, Q^2): партонное распределение для партона типа i в пучке a.

Фрагментация струиПравить

Из-за эффекта адронизации вылетающий из точки столкновения кварк или глюон (далее будем говорить о партоне) излучает глюоны и кварк-антикварковые пары. Этот явление сродни тормозному электромагнитному излучению заряженной частицы, летящей в электромагнитном поле. Хромодинамическое поле создаётся, как другими частицами в точке столкновения, так и излучёнными самим партоном частицами. Особенностью образования струи является обесцвечивание первоначального партона. Т.к. начальный партон имеет цвет, а струя должна состоять из бесцветных адронов (или продуктов их распадов), нельзя построить изолированный механизм образования струи без учёта взаимодействия с другими частицами в столкновении. Механизм образования струи бесцветных адронов из нескольких цветных партонов, образовавшихся в результате эволюции струи, с учётом компенсации цвета, называют фрагментацией струи.

Ссылки Править

Компьютерное моделирование струйПравить


Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Струя (физика элементарных частиц). Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Обнаружено использование расширения AdBlock.


Викия — это свободный ресурс, который существует и развивается за счёт рекламы. Для блокирующих рекламу пользователей мы предоставляем модифицированную версию сайта.

Викия не будет доступна для последующих модификаций. Если вы желаете продолжать работать со страницей, то, пожалуйста, отключите расширение для блокировки рекламы.

Также на Фэндоме

Случайная вики