Почему LHC использует коллизию pppppp, а не pp¯¯¯pp¯p\overline{p}?

Почему LHC использует п п столкновение и не п п ¯ столкновение, когда на самом деле вам нужно только одно кольцо в п п ¯ по сравнению с двумя в п п . Пожалуйста, ответьте на доступном языке (я не очень хорошо знаком с переменными Bjorken как таковыми).

Подробнее об этом здесь: Accelerator Science: Proton vs. Electron

Ответы (2)

Гораздо проще создать источник протонов, чем антипротоны, которые аннигилируют со всем вокруг, если их не держать в высоком вакууме. Единственная разница заключается в небольшой асимметрии заряда, которую вам нужно учитывать, но протон-протонные коллайдеры в любом случае на самом деле в основном являются глюонными коллайдерами, которые одинаковы между протонами и антипротонами.

Что касается эффекта зарядовой асимметрии, то он сводится к кварковому составу протонов. Например, чтобы создать Z-бозон посредством взаимодействия Дрелла-Яна , нужна пара кварк-антикварк (например, вверх/вверх). Но поскольку у протонов нет никаких валентных антикварков, зарядовая асимметрия требует, чтобы антикварк вытягивался из «морских кварков». Если у вашего коллайдера низкая энергия, то у морских кварков, как правило, не будет достаточно импульса, чтобы создавать тяжелые частицы. Это удар, который вы получаете, когда работаете с протон-протонными столкновениями.

В общем, отсутствие антипротонов означает, что вам нужно вытягивать антикварки из вакуума, что, в свою очередь, означает, что они будут иметь более низкую энергию.

Тогда почему Тэватрон использует столкновение ppbar?
Нет зарядовой асимметрии, о которой я упоминал ранее. Так что это несколько предпочтительнее, но вам также необходимо учитывать инженерную сложность и стоимость, которые вы добавляете к своему эксперименту.
@kbg Тэватрон нацелен на гораздо более низкие энергии, чем БАК, все проще и дешевле, от магнитов до вакуума.
@BobakHashemi, что вы подразумеваете под «асимметрией заряда»? Какой из двух случаев вы имеете в виду?
Привет, Хелен, я обновил свой ответ небольшим уточнением. Надеюсь, это поможет. Протоны имеют заряд е тогда как антипротоны имеют заряд − е , поэтому коллайдер ppbar будет иметь суммарный заряд 0 при каждом взаимодействии, тогда как коллайдер pp будет иметь суммарный заряд + 2 е (что не симметрично между положительным и отрицательным, как 0).

Используя рекордную энергию LHC на протон, 6,5 ТэВ, и энергию покоя протона, 938,257 МэВ, дробная разница между использованием протонов и антипротонов составляет около

2 * 938,257 М е В 6,5 Т е В "=" 0,000289

Так что энергия, которую они могли бы получить, используя антипротоны, выглядит ничтожно малой.

Почему LHC использует коллизию pppppp, а не pp¯¯¯pp¯p\overline{p}?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v