Μάθημα 9o' 12/5/2014

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Μάθημα 9o' 12/5/2014"

Φόρκυς Μεσσηνέζης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ ΙΙ Μάθημα 9o' 12/5/2014!

2 Λεπτονικές διασπάσεις διανυσµατικών µεσονίων Παράδειγµα ουδέτερων διανυσµατικών µεσονιων Τύπος VanRoyen Weisskopf για το επιµέρους πλάτος διάσπασης του V (partial width)

3 Λεπτονικές διασπάσεις διανυσµατικών µεσονίων Τύπος VanRoyen Weisskopf για το επιµέρους πλάτος διάσπασης του V : τετράγωνο του αθροίσµατος του φορτίου των quark Ψ(0): πλάτος της κυµατοσυνάρτησης στην αρχή των αξόνων ρ, ω, φ: έχουν παρόµοιες µάζες σταθερό για ρ, ω, φ Γ e + e Q 2 Οι παράγοντες Q 2 : M V : η µάζα του µεσονίου ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΗ ΠΕΙΡΑΜΑ Το αποτέλεσµα αποδεικνύει : φορτίο quark περιεχόµενο των quark στο V

4 Παραγωγή DRELL YAN ζευγών λεπτονίων από πιόνια σε ισοβαθµωτούς στόχους i.e εξαΰλωση ενός antiquark του πιονίου µε ένα quark του νουκλεονίου δηµιουργία δυνητικού φωτονίου µετασχηµατισµός του γ µ + µ - σε ισοβαθµωτό πυρήνα: Αν προσπίπτει σε ισοβαθµωτό πυρήνα: Ο λόγος των ενεργών διατοµών [σε ενεργειακή περιοχή µακριά από οποιονδήποτε συντονισµό]

5 Σχετικές Ενεργές διατοµές π Ν και Ν Ν πρότυπο των quark: σκέδαση αδρονίου αδρονίου ΣΕ ΥΨΗΛΕΣ ενέργειες είναι άθροισµα πλατών σκέδασης των επιµέρους συστατικών F(0) : πρόσω πλάτος ελαστικής σκέδασης είναι άθροισµα των επιµέρους πλατών (των ζευγών quark) και και από πείραµα [πειραµατικά]

6 Διαφορά ενεργών διατοµών σωµατίου-αντισωµατίου Διαφορική ενεργός διατοµή για ελαστική σκέδαση σαν συνάρτηση του τετραγώνου της µεταφοράς ορµής q2

7 Η φασµατοσκοπία βαριών µεσονίων και το πρότυπο των κουάρκ

8 Η ανακάλυψη του J/ψ Νοέµβρης 1974 Burton Richter στο SLAC e + e - εξαΰλωση και Sam Ting στο Brookhaven e + e - παραγωγή (από p + Be) Βρήκαν ταυτόχρονα έναν συντονισµό 3.1 GeV που άλλαξε την κατεύθυνση της Φυσικής Στοιχειωδών Σωµατιδίων Τhe November Revolution! Σκοπός η µελέτη του quark parton model (πρότυπο στατικών quark) Παραγωγή e + e - / µ + µ - µε σκέδαση Drell Yan. Το πλάτος του συντονισµού e + e - (SPEAR) 2 MeV! Λόγω διαπλάτυνσης των δεσµών e + e - (synchrotron radiation). Το πλάτος του συντονισµού (φυσικό πλάτος) ήταν πολύ µικρότερο από την διακριτική ικανότητα του πειράµατος

9 ΠΑΡΑΤΗΡΗΘΗΚΕ: Charmonium J/ψ και οι στάθµες του 1974 στο συγκρουστήρα SPEAR (e+e-) στο SLAC 1974 στο Brookhaven AGS (28 GeV πρωτόνια σε στόχο Βηρύλλιο) Τα πλάτη των κορυφών οφείλονται στην διακριτική ικανότητα των δύο πειραµάτων: BNL πείραµα στη µέτρηση των ορµών e +,e - που παράγονται δευτερογενώς από την διάσπαση του J/ψ. SLAC πείραµα στην ακρίβεια µέτρησης της αρχικής δέσµης.

10 J BNL: AGS (p:28 GeV) Παράδειγµα (γεγονός) διάσπασης: π + e + π - (~150 MeV) e - (~1.5 GeV)

11 Η εσωτερική (intrinsic) ενεργός διατοµή του συντονισµού έχει την µορφή: Breit Wigner άθροισµα επιµέρους πλατών Γ in : προσπίπτον κανάλι. Γ out : επιµέρους πλάτος του τελικού καναλιού.

12 σ ελ (E) = Υπολογισµός του πραγµατικού πλάτους του J/ψ 4π! 2 (2l +1) (2s a +1)(2s b +1) Γ 2 [ Ε Σ Ε J ελ /4 ( ) 2 + Γ 2 /4] αν τα σκεδαζόµενα σωµάτια a, b έχουν spin S a, S b και l J (ολική στροφορµή). : το µήκος de Broglie των e + e - στο CMS : η ενέργεια της κορυφής του συντονισµού [ S a = S b = ½ ] [από το διάγραµµα] [Πειραµατικό Γ: µερικά MeV] [ψ πολύ µικρότερο Γ ρ ~ 100 MeV, Γ ω ~ 11 MeV] όχι πολύ διαφορετικό από,

13 SLAC 1974 e + e - η ενέργεια δέσµης αυξάνει κατά µικρά βήµατα µετριέται ο ρυθµός e + e - σε µεγάλες γωνίες σκέδασης βρέθηκε επίσης συντονισµός Ψ = 3.7 GeV Ψ = 3.1 GeV

14 Οι Κβαντικοί αριθµοί των quark B * bottom quark T * top quark Τα βαριά µεσόνια J/ψ, Υ παρουσιάζουν φάσµα διακριτών καταστάσεων, που είναι παρόµοιες µε του positronium (e + e - ) αλλά σε διαφορετική κλίµακα. Η ακολουθία των καταστάσεων αυτών και η µεταξύ τους απόσταση περιγράφονται µε ΠΟΛΥ ΜΕΓΑΛΗ ΑΚΡΙΒΕΙΑ µε απλά δυναµικά µε βάση το πρότυπο των quark. V = 4 3 αs r + kr k=1 GeVfm αs=0.3

16 ψ,ψ πολύ στενές καταστάσεις συνδυασµούς ΔΕΝ είναι δυνατόν να ερµηνευτούν µε γραµµικούς [1970 είχε προταθεί νέο quark από τους Glashow, Ηλιόπουλο, Maiani] Ερµηνεία της Μη ύπαρξης ουδέτερων ασθενών ρευµάτων µε µεταβολή της παραδοξότητας εισαγωγή της γοητείας (charm) (διατήρηση ισχ. παραβίαση ασθ.) Τα ψ, ψ διανυσµατικοί συνδυασµοί των όπως ρ 0 : uu,dd Υπάρχει D µεσόνιο cd ~ 1870 MeV, Mψ < 2M D charmonium ψ διασπάται ΜΟΝΟ σε καταστάσεις που περιέχουν u, d, s quarks. Προτιµητέο ΑΛΛΑ ΟΧΙ ενεργειακά επιτρεπτό.

17 Καταστάσεις Ύψιλον (Υ): 1977 εύρεση παρόµοιων συντονισµών στην περιοχή µάζας GeV δέσµη p: 400 GeV [Fermi Lab] το ολικό πλάτος 1.2 GeV µεγαλύτερο από την διακριτική ικανότητα της συσκευής (~0.5 GeV) υπάρχουν 2 ή 3 συντονισµοί Υ, Υ, Υ παρατηρήθηκαν αργότερα στον e+e- δακτύλιο DORIS (Hamburg) και στο CESR (Cornell) [& Υ ] Το λεπτονικό πλάτος διάσπασης διανυσµατικού µεσονίου

18 Στο στατικό µοντέλο των quark το πλάτος λεπτονικής διάσπασης διανυσµατικού µεσονίου,

Σχετικά έγγραφα

Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ ΙΙ

Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ ΙΙ Λεπτονικές διασπάσεις διανυσµατικών µεσονίων Παράδειγµα ουδέτερων διανυσµατικών µεσονιων V Q Q V " l l ( : e, µ ) l ( V : #,", ) l l, 0 0 0 6# " Q &( V % l l ' ) $