Jet (részecskefizika)

A hadronsugarat több elemi részecske alkotja, amelyek ugyanabban az irányban [1] repülnek egy keskeny kúpban. A sugár kialakulásának fizikai oka egy kvark vagy gluon nagy energiájú hadronizálása (sokkal nagyobb, mint a pion tömege ). A természetben a hadronikus sugarak csak mesterségesen, nagy energiájú fizikai kísérletek során jönnek létre .

Hadron fúvókák a modern kísérletekben

Kísérletileg a hadronikus sugarakat úgy vizsgálják, hogy elemzik a töltött részecskék által hagyott energiát egy részecskedetektor kaloriméterében. Általában a kalorimétert sok kis cellára osztják, amelyekben a hadronok "megvilágított" energiáját mérik, vagyis a töltött részecskék vagy fotonok kölcsönhatási energiáját a kaloriméter anyagával. A sejtek különálló részecskék szerepét töltik be a sugár számára, és belőlük lehet rekonstruálni a sugárt és mérni annak egyes jellemzőit.

Példák a hadronsugarak tanulmányozásához szükséges fontos kísérleti technikákra:

Jet rekonstrukció (pl. egyszerű kúp-rekonstrukciós algoritmus vagy k T algoritmus)
A sugár semleges komponensének kompenzációs technikája (a semleges részecskék által elvitt energia)
Quark ízű címkézés (pl. b-tagging ).

Sugárképzés

A fúvókák az elemi részecskeszórási folyamatokban jönnek létre, ahol színes tárgyak , például partonok , kvarkok vagy gluonok szóródnak szét vagy keletkeznek . Tipikus folyamatok , ahol a jet képződik , egy elektron és egy pozitron megsemmisülése gamma kvantum / Z - bozon állapotba , amely 2 kvarkká bomlik . A kvarkok ezt követően hadronizálódnak, és sugarakat képeznek. Először 1975 -ben figyeltek meg ilyen eseményeket (ezeket kétsugaras eseményeknek nevezik) a SPEAR elektron-pozitron ütköztetőben végzett kísérletekben az SLAC laboratóriumban (USA) .

A kvantumkromodinamika perturbatív módszereivel és a protonban lévő partonok eloszlásfüggvényével kiszámítható annak valószínűsége, hogy a protonszórás során sugárral egy bizonyos állapotot elérünk. Pontosabban, ki lehet számítani a keresztmetszetet két kvark előállítására, például a fa közelítésben, akkor a kvarkok nyomatéka megfelel a fúvókák irányának az eseményben.

\sigma _{ij\rightarrow q_{1}q_{2}}=\sum _{i,j}\int dx_{1}dx_{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_{1}q_{2}}}{d{\hat {t}}}},

ahol , a Feynman-változó (a parton által hordozott kezdeti proton lendületének töredéke) és a folyamatban átvitt lendület; a keresztmetszet két kvark és a kezdeti partonokból és ; típusú parton parton eloszlása a sugárban . $x$ $Q^{2}$ ${\hat {\sigma }}_{ij\rightarrow q_{1}q_{2}}$ $q_{1}$ $q_{2}$ $én$ $j$ $f_{i}^{a}(x,Q^{2})$ $én$ $a$

A felső kvark , a legnehezebb ismert részecske, a legtöbb esetben három hadronsugárra bomlik, amelyek általában különböző irányokba irányulnak [2] .

Jet fragmentation

A hadronizáció hatására az ütközési pontból kibocsátott kvark vagy gluon (a továbbiakban parton) gluonokat és kvark-antikvark párokat bocsát ki. Ez a jelenség hasonló az elektromágneses térben repülő töltött részecske fékezéséhez . A kromodinamikai mezőt mind az ütközés helyén lévő más részecskék, mind pedig maga a parton által kibocsátott részecskék hozzák létre. A sugárképzés sajátos jellemzője a kezdeti parton elszíneződése. Mivel a kezdeti parton színe van, és a sugárnak színtelen hadronokból (vagy bomlástermékeikből) kell állnia, lehetetlen izolált sugárképző mechanizmust felépíteni anélkül, hogy ne vegyük figyelembe a többi részecskékkel való kölcsönhatást az ütközés során. A sugár kifejlődése eredményeként, a színkompenzáció figyelembevételével kialakuló, több színes partonból színtelen hadronok sugár kialakulásának mechanizmusát sugártöredezésnek nevezzük.

Jegyzetek

↑ Kísérletek a hadronütköztetőknél . Hadron fúvókák . Elemek. Letöltve: 2013. augusztus 9. Az eredetiből archiválva : 2013. augusztus 19.. (határozatlan)
↑ A hadronsugarak részletes felépítése segíti az új típusú folyamatok elemzését . Hozzáférés dátuma: 2014. május 18. Az eredetiből archiválva : 2014. május 18. (határozatlan)

Linkek

M. Peskin és D. Schroeder, "Bevezetés a kvantumtérelméletbe" (Westview, Boulder, CO, 1995 (eng.) vagy "RCD", 2001 (rus.) )
B. Andersson, The Lund Model (Cambridge University Press, 1998) (angol)
Jet Discovery: G. Hanson és munkatársai, Confirmation of the jet structure of hadron production in e+e-annihilation , Phys.Rev.Lett.35:1609 (1975). (Angol)
Húrmodell fúvókákhoz: B. Andersson et al., "Parton fragmentation and string dynamics" , Phys. Ismétlés. 97 , 31-145 (1983). (Angol)
Jet Reconstruction Algorithms: S. D. Ellis, D. E. Souper, "A Sequential Combination Algorithm for Jets in Hadron Collisions" , Phys. Fordulat. D48 , 3160-3166 (1993). (Angol)
Jet Quenching Effect: M. Juliassi et al., "Jet Quenching and Radiative Energy Losses in Dense Nuclear Matter" , in Quark-Gluon Plasma 3 ed. R. S. Hwa és K.-N. Vanga (World Scientific, Szingapúr, 2003). (Angol)
Előadások a QCD-ről és a Jetsről: G. Sterman, "QCD and Jets" , preprint YITP-SB-04-59 (2004). (Angol)

Fúvókák számítógépes modellezése

Pythia Monte Carlo generátor
Herwig / Herwig++ Monte Carlo generátor