Что означает понятие фазового пространства в физике элементарных частиц?

Я столкнулся с понятием фазового пространства в статистической механике.

Как это понятие возникает в физике элементарных частиц?

Почему он был введен и как он используется?

Что это значит, когда в учебниках говорится, что для этой реакции недостаточно фазового пространства?

Ха! Как используется в физике элементарных частиц, это обычно означает скаляр, представляющий объем фазового пространства, доступного для некоторого процесса, а не само пространство , как это часто используется в классической механике. Если я найду время и мотивацию, я могу написать реальный ответ позже.
Я написал два более ранних ответа, которые касаются этого, не полностью охватывая все основы здесь: physics.stackexchange.com/a/11671/520 и physics.stackexchange.com/a/31517/520 .

Ответы (1)

Вся физика элементарных частиц в значительной степени сводится к вычислению скоростей распада или сечений рассеяния. В любом случае вычисляемая вами величина является функцией импульсов начальной и конечной частиц.

Для исходной частицы вы знаете импульсы, потому что они определяются конструкцией вашего ускорителя частиц или любым другим экспериментом, который вы поставили. Но для конечных частиц обычно существует множество различных импульсов, которые вы можете иметь. Фазовое пространство — это просто математическое пространство всех возможных импульсов всех вылетающих частиц.

В качестве очень простого примера рассмотрим е − е + → γ γ . При LEP каждый из электронов и позитронов будет иметь импульс 104,5  ГэВ / с , что означает, что каждый из фотонов будет иметь практически одинаковую величину импульса. Но фотоны могли исходить в любом направлении, с одним лишь ограничением, что они должны исходить спина к спине. Итак, в этом примере у вас есть двумерное пространство возможных импульсов (а именно 104,5  ГэВ / с в любом направлении), которые могли бы иметь фотоны. Это пространство физики элементарных частиц называют фазовым пространством.

Причина появления этого термина заключается в том, что когда вы что-то вычисляете в квантовой теории поля, это включает в себя выполнение интеграла по фазовому пространству. Это может быть написано как что-то вроде

∫ г 3 п → 3 г 3 п → 4 ⋯ дельта ( п → 1 + п → 2 − п → 3 − п → 4 − ⋯ ) [ вещи ]

По сути, вы интегрируете все возможные значения импульсов вылетающих частиц с учетом сохранения импульса (это дельта-функция) и любых других ограничений, которые могут возникнуть в результате вычислений. (Есть также весовые коэффициенты, которые я пропустил.)

Хороший. Избавляет меня от необходимости привести мысли в порядок, чтобы написать что-то связное.
Что означает понятие фазового пространства в физике элементарных частиц?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v