Что такое pTpTp_T? (поперечный импульс?)

Я просматривал несколько работ по экспериментальной физике (например, из коллаборации ATLAS) и часто натыкался на такие фразы, как «высокая п Т электрон." Что именно п Т ? Это просто импульс, но с проецируемой компонентой, параллельной главному лучу?

Кроме того, почему п Т , в отличие от п , важная характеристика частицы в процессе столкновения?

Ответы (2)

Составляющая импульса поперечная (т.е. перпендикулярная) к линии луча.

Его важность возникает потому, что импульс вдоль линии луча может просто остаться от частиц луча, в то время как поперечный импульс всегда связан с какой-либо физикой, происходящей в вершине.

То есть при столкновении двух протонов у каждого из них появляется по три валентных кварка и неопределенное количество морских кварков и глюонов. Все те, которые не взаимодействуют, продолжают ускоряться по трубе (по модулю движения Ферми и взаимодействия в конечном состоянии).

Но партоны, которые реагируют, делают это в среднем {*} в состоянии покоя в лабораторном корпусе, и поэтому в среднем равномерно распыляют полученный мусор во всех направлениях. Глядя на поперечный импульс, вы получаете довольно чистый образец «вещества, возникающего в результате взаимодействия партонов» , а не «вещества, возникающего в результате невзаимодействующих партонов» .

Есть также преимущества, связанные с конструкцией детектора.

{*} Только в среднем. Индивидуальные соревнования могут включать высокий уровень Бьоркена. Икс частиц и быть далеко от состояния покоя в лабораторной системе координат.

Спасибо за объяснение! Не могли бы вы объяснить, почему партоны в среднем взаимодействуют в состоянии покоя, когда протоны движутся навстречу друг другу (в лабораторной системе отсчета)?
@NilayKumar В коллайдере с летящими снарядами с равным импульсом лабораторный кадр является кадром покоя. В е+е-коллайдерах это нормально, потому что у электронов нет субструктуры. Для протонных коллайдеров, даже несмотря на то, что столкновение протонов происходит в состоянии покоя в лабораторной системе отсчета, каждый из партонов, которые будут взаимодействовать, движется внутри нуклонов с некоторым импульсом. Точное значение разброса двух кварков узнать невозможно, но на поперечные компоненты не влияет преобразование Лоренца, которое переводило бы кварковые снаряды в их систему центра масс.

Столкновения протонов сложны, потому что у протона внутри большой беспорядок. Чтобы увидеть простые столкновения, вам нужно найти случаи, когда один кварк или глюон, один партон рассеивается на другом партоне в почти прямом столкновении. Такие столкновения относительно редки, большинство столкновений протонов с протонами представляют собой дифракционные коллективные движения всего протона, но время от времени вы видите сильное столкновение.

Характерной чертой жесткого столкновения является то, что вы получаете частицы, импульс которых очень далеко от направления линии луча. Это событие с высоким P_T. Высокое значение P_T электрона обычно означает, что электрически заряженный партон (кварк) столкнулся с каким-то другим партоном и испустил жесткий фотон или Z, который затем произвел электрон и позитрон. В качестве альтернативы это может означать, что кварк испустил бозон W, в результате чего образовались электрон и нейтрино. В качестве альтернативы, это мог быть процесс более высокого порядка в сильном взаимодействии, когда два глюона производили кварк-антикварк, а одна из кварковых линий затем испускала электрослабый бозон, который распадался лептонно.

Дело в том, что в любом случае это событие указывает на то, что между двумя партонами произошло чистое жесткое столкновение, и это полезный признак того, что событие было интересным, что даст полезные подсказки о новой физике, если подобные события будут изолированы и изолированы. подсчитано.

Причина, по которой P_T важна, заключается в том, что, когда фактическое событие столкновения представляет собой столкновение на коротком расстоянии, в котором преобладает пертурбативная КХД, вылетающие частицы почти всегда значительно удаляются от линии луча. Даже в интересных случаях, когда вылетающие частицы находятся вблизи направления луча, это трудно отличить от гораздо более распространенного случая почти скользящего столкновения, которое приводит к дифракционному рассеянию.

Дифракционное рассеяние является доминирующим механизмом рассеяния протонов на протонах (или рассеяния протонов на антипротонах) при высоких энергиях. Поперечное сечение дифракционных событий рассчитывается по теории Редже с использованием траектории Померона. Этот тип физики не так интересен физикам с середины 70-х годов, а больше по политическим причинам. Его трудно вычислить, и он мало связан с теорией поля, которую вы пытаетесь найти. Но теория Редже математически тесно связана с теорией струн, и, возможно, она снова войдет в моду.

Спасибо за подробный ответ! Просто чтобы убедиться, что я все правильно понял - дифракционные столкновения, при которых жестких столкновений не происходит, как правило, не дают частиц с высоким p_T, потому что протоны не отклоняются слишком далеко от линии луча? Не потому ли, что энергия в таких процессах дифракционного рассеяния относительно невелика?
@Нилай: да. Кроме того, многие партонные столкновения также имеют низкое P_T, потому что партоны несут только часть общей массы/энергии. энергетический импульс протона. Если бы этого не произошло, вам понадобились бы протонно-лептонные коллайдеры.
@NilayKumar ваше «потому что протоны не отклоняются слишком далеко от линии луча» нуждается в уточнении «рассеянные протоны» образуют небольшой угол с линией луча. Входящие протоны по конструкции находятся на линии пучка. Если бы это были бильярдные шары, они могли бы задеть или удариться головой. Как и ядра, их рассеяние описывается как «дифракционное» (двойственность волны и частицы).
Что вы подразумеваете под "но больше по политическим причинам"? Извините, что спрашиваю через 11 месяцев после вашего ответа.
@QuantumDot: я просто имею в виду, что теория Редже была уничтожена в 1970-х годах теоретиками поля, которые ненавидели теорию Редже (это была теория S-матрицы). Это большая трагедия, это значит, что теорию Редже больше никто не знает, и это одно из самых красивых и важных открытий в физике. Вы можете узнать в "Теории комплексного углового момента" Грибова. Теория Редже — это то, что превратилось в теорию струн в 1960-х и начале 1970-х годов, так что в каком-то смысле она так и не умерла, но она также является феноменологической КХД, так что открытия Померона и Оддерона в 1990-х годах не получили должного признания.
Спасибо. Но ваш язык звучит довольно резко. Является ли это точным отражением атмосферы, которую ощущало физическое сообщество в 1970-х годах (если да, то где я могу прочитать об этом подробнее?), или это просто ваше личное отношение к ее исчезновению? Кроме того, я с гордостью могу сказать, что я посвятил последние 3 года моего личного обучения (независимо от моих исследований) предмету теории S-матрицы, теории Редже и теории двойного резонанса, если вам от этого станет легче.
@QuantumDot: Его резкость точна, теоретики поля не понимали S-матрицу и вытеснили всех практиков из физики (включая многих ранних струнных гигантов). Теория была слишком изощренной для наркоманов 1960-х годов, это не физика бэби-бума. Спросите у anna v опыт из первых рук. Этот материал сейчас снова в моде, даже физика Померона, так что трудно вспомнить отказ. Враждебность была повсюду (вы можете увидеть это в «безнадежных делах» Стритера, «даже не ошибался» Войта, Гросс лично сказал мне, когда я спросил его об уравнениях N/D, его тезисе! что это тавтология).
Что такое pTpTp_T? (поперечный импульс?)
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v