Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ ΙΙ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ ΙΙ"

Ἑστία Δάβης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ ΙΙ

2 Λεπτονικές διασπάσεις διανυσµατικών µεσονίων Παράδειγµα ουδέτερων διανυσµατικών µεσονιων V Q Q V " l l ( : e, µ ) l ( V : #,", ) l l, # " Q &( V % l l ' ) $ (0) M V Τύπος VanRoyen Weisskopf για το επιµέρους πλάτος διάσπασης του V (partial width) " 0 ( u u dd) 0 ( u u dd) 0 ss

3 V Q Q Λεπτονικές διασπάσεις διανυσµατικών µεσονίων Τύπος VanRoyen Weisskopf για το επιµέρους πλάτος διάσπασης του V ' 6# " Q &( V % l l ) $ (0) M V ρ, ω, φ: έχουν παρόµοιες µάζες (0) " M V σταθερό για ρ, ω, φ Οι παράγοντες Q : ( $ 0 ) : (# 0) : (" 0) 9 :: ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΗ 8.8 ±.6 ::.7 ± 0.4 ΠΕΙΡΑΜΑ Το αποτέλεσµα αποδεικνύει : φορτίο quark περιεχόµενο των quark στο V l l " # e e $ %Q Q i a i Q i : τετράγωνο του αθροίσµατος του φορτίου των quark Ψ(0): πλάτος της κυµατοσυνάρτησης QQ στην αρχή των αξόνων M V : η µάζα του µεσονίου. 0. ' 0 0 & $ % & $ %, * & # $ % 3 ", * 3 3, - * -, * ))# '' ((" ))# '' ((" 8

4 Παραγωγή DRELL YAN ζευγών λεπτονίων από πιόνια σε ισοβαθµωτούς στόχους { Q Q µ µ } N i.e εξαΰλωση ενός antiquark του πιονίου µε ένα quark του νουκλεονίου δηµιουργία δυνητικού φωτονίου µετασχηµατισµός του γ µ µ - " ( ud) (* σε ισοβαθµωτό πυρήνα: C ( 8u 8d) ) C ( µ µ )...) ' Q u & 8$ % 4 # 9 " Αν ( ud) προσπίπτει σε ισοβαθµωτό πυρήνα: (* C ( µ µ ) & #...) ' 8$ % 9 " C ( 8u 8d) Ο λόγος των ενεργών διατοµών # (" C ) /# (" C) 4 : [σε ενεργειακή περιοχή µακριά από οποιονδήποτε συντονισµό] (%. $. J /# " µ µ )

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 ( qq, qq) F(0) : πρόσω πλάτος ελαστικής σκέδασης είναι άθροισµα των επιµέρους πλατών (των ζευγών quark) " Total Im F(0) και ( q q) ( qq) ( ud ) ( uu) ( dd) ( du)... " (#) " () 3 και " $ (# ) $ (# ) 4mb ( pp) ( pn) 38mb " (#) " () 3 από πείραµα [πειραµατικά]

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

7 Η φασµατοσκοπία βαριών µεσονίων και το πρότυπο των κουάρκ

8 Η ανακάλυψη του J/ψ Νοέµβρης 974 Burton Richter στο SLAC e e - εξαΰλωση και Sam Ting στο Brookhaven e e - παραγωγή (από p Be) Βρήκαν ταυτόχρονα έναν συντονισµό 3. 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) 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 ( cc) J/ψ και οι στάθµες του 974 στο συγκρουστή SPEAR (ee-) στο SLAC e e ( '& ' #$% ü"# " e e, µ µ 974 στο Brookhaven AGS (8 GeV πρωτόνια σε στόχο Βηρύλλιο) p Be ( J /' "#%&?"#$ " e e 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 s /# " e e BNL: AGS (p:8 GeV) Παράδειγµα (γεγονός) διάσπασης: $ " $ # # # " e e π e π - (~50 MeV) e - (~.5 GeV)

11 Η εσωτερική (intrinsic) ενεργός διατοµή του συντονισµού έχει την µορφή: Breit Wigner " " n n άθροισµα επιµέρους πλατών ' 4&D (J ) (s a )(s b ) $ [ $ / 4 ( ) " # " / 4] % in out Γ in : προσπίπτον κανάλι. Γ out : επιµέρους πλάτος του τελικού καναλιού.

12 " #$ (E) Υπολογισµός του πραγµατικού πλάτους του J/ψ 4%D (l ) (s a )(s b ) & ' [ ( ) * ( J #$ /4 ( ) ' /4] αν τα σκεδαζόµενα σωµάτια a, b έχουν spin S a, S b και l J (ολική στροφορµή). D " E : το µήκος de Broglie των e e - στο CMS : η ενέργεια της κορυφής του συντονισµού [ S a S b ½ ] ( e e # %%& e ) e # 4'D (J ) e e ( E) 4[ / 4 (" # ") / 4] $ # ( * 0 - ( E) de 3, D & $ % ' e ' e ) # " # had " de 0nbGeV " ee( E) de 900nbMeV hc 00MeVfm & h # $ D % p " [από διάγραµµα] pc 500MeV [ψ πολύ µικρότερο Γ ρ ~ 00 MeV, Γ ω ~ MeV] ee 4. kev had keV [Πειραµατικό Γ: µερικά MeV] # $ " e e όχι πολύ διαφορετικό από # $ " e e, # $ " e e

13 SLAC 974 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. GeV

14 Οι Κβαντικοί αριθµοί των quark Q I C 3 B ( B ) B * bottom quark * T T * top quark * S Τα βαριά µεσόνια J/ψ, Υ παρουσιάζουν φάσµα διακριτών καταστάσεων, που είναι παρόµοιες µε του positronium (e e - ) αλλά σε διαφορετική κλίµακα. ( c c) ( bb) 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 #s r kr k GeVfm αs0.3

16 ψ,ψ πολύ στενές καταστάσεις ΔΕΝ είναι δυνατόν να ερµηνευτούν µε γραµµικούς συνδυασµούς uds & ud s [970 είχε προταθεί νέο quark από τους Glashow, Ηλιόπουλο, Mairo] 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 c cόπως " 0 : uu,dd Υπάρχει D µεσόνιο cd ~ 870 MeV, M" < M D # charmonium ψ διασπάται ΜΟΝΟ σε καταστάσεις που περιέχουν u, d, s quarks. Προτιµητέο ΑΛΛΑ ΟΧΙ ενεργειακά επιτρεπτό.

17 Καταστάσεις Ύψιλον (Υ): 977 εύρεση παρόµοιων συντονισµών στην περιοχή µάζας GeV δέσµη p: 400 GeV [Fermi Lab] ( P Be, Cu, Pt ' µ µ "#%&?"#$ το ολικό πλάτος. GeV µεγαλύτερο από την διακριτική ικανότητα της συσκευής (~0.5 GeV) υπάρχουν ή 3 συντονισµοί Υ, Υ, Υ παρατηρήθηκαν αργότερα στον ee- δακτύλιο DORIS (Hamburg) και στο CESR (Cornell) [& Υ ] Το λεπτονικό πλάτος διάσπασης διανυσµατικού µεσονίου " a i qi

18 Στο στατικό µοντέλο των quark το πλάτος λεπτονικής διάσπασης διανυσµατικού µεσονίου " a q q c : i i 3, q b : 3

Σχετικά έγγραφα

Μάθημα 9o' 12/5/2014

Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ ΙΙ Μάθημα 9o' 12/5/2014! Λεπτονικές διασπάσεις διανυσµατικών µεσονίων Παράδειγµα ουδέτερων διανυσµατικών µεσονιων Τύπος VanRoyen Weisskopf για το επιµέρους πλάτος διάσπασης