Являются ли полные сечения полезными (поддающимися экспериментальной проверке) наблюдаемыми?

Question

Являются ли полные сечения полезными (поддающимися экспериментальной проверке) наблюдаемыми?

Физика
наблюдаемые
физика частиц
квантовая теория поля
сечение рассеяния

Двагг

Я понимаю, что дифференциальные сечения, такие как

\frac{\partial о}{\partial Ом} (θ, ф)

$\frac{\partial \sigma}{\partial \Omega}\left(\theta,\,\phi\right)$ являются полезными наблюдаемыми. Но если бы мы только знали

σ_{total}

$\sigma_{\text{total}}$ , полное сечение процесса, это то, что мы можем проверить экспериментально? Или полные сечения полезны только в соотношении с другими полными сечениями, такими как (например)

\frac{о (е^{+} е^{-} \to адроны)}{о (е^{+} е^{-} \to {мю}^{+} {мю}^{-})} ?

$\frac{\sigma \left(e^+e^- ~ \to ~ \text{hadrons}\right)}{\sigma\left(e^+e^- ~ \to ~~~ \mu^+ \mu^- ~~\right)} \,?$

Дэвид З.

Вы спрашиваете, являются ли полные сечения «полезными наблюдаемыми» (как в названии) или их можно проверить экспериментально? Если первое, я бы предложил использовать более точную формулировку в заголовке.

Ответы (2)

Являются ли полные сечения полезными (поддающимися экспериментальной проверке) наблюдаемыми?

Вы спрашиваете, являются ли полные сечения «полезными наблюдаемыми» (как в названии) или их можно проверить экспериментально? Если первое, я бы предложил использовать более точную формулировку в заголовке.

Анна В · Answer 1

Определение Merriam-Webster «полезного» :

ПОЛЕЗНЫЙ

возможность использования; особенно : годный для цели или цели $\bullet$ полезные инструменты

ценного или продуктивного вида $\bullet$ сделай что-нибудь полезное в своей жизни

Для «поперечного сечения» :

мера вероятности встречи между частицами, которая приведет к определенному эффекту (например, рассеянию или захвату)

Таким образом, полное сечение покажет, насколько вероятно взаимодействие между двумя конкретными частицами. Размер будет определять, будет ли взаимодействие слабым, сильным или электромагнитным, поэтому, даже если известно или может быть рассчитано только полное сечение, есть полезная информация для последующих исследований.

Редактировать после редактирования вопроса, определяя полезность как «поддающуюся экспериментальной проверке».

Да, они. Посмотрите на эту таблицу в группе данных о частицах, в которой указано полное сечение для частиц, рассеивающихся друг на друге, например, рассеяние протона на протоне:

Как говорится в определении сечения, оно пропорционально вероятности рассеяния друг от друга.

.

Спасибо. Я отредактировал свой заголовок, включив в него «экспериментально проверяемый». Так можно ли экспериментально проверить полные сечения? Или только соотношение разных сечений?

Крис · Answer 2

Да, они поддаются экспериментальной проверке.

Если у вас есть пучок одного из видов частиц и тонкая пластина толщиной $dx$ и числовая плотность $n$ другого, и вы смотрите на процесс полного поперечного сечения $\sigma$ , то вероятность взаимодействия частицы определяется выражением:

д п "=" н о д Икс

$dp=n\sigma\,dx$

или, другими словами, характерный масштаб длины взаимодействия:

λ "=" н о

$\lambda=n\sigma$

В настоящее время во многих экспериментах сталкиваются два луча, а не луч и неподвижная цель, но с помощью теории относительности вы можете связать эти два луча, по существу, рассматривая взаимодействие системы отсчета, в которой зафиксирован один луч.

Являются ли полные сечения полезными (поддающимися экспериментальной проверке) наблюдаемыми?

Двагг

Дэвид З.

Ответы (2)

Анна В

Двагг

Крис

Интегралы сечений квантовой теории поля

Интерпретация и предсказания S-матрицы

Сечение в релятивистском пределе: золотое правило Ферми все еще в силе?

В чем разница между энергией и температурой в теории поля?

Фактор симметрии и константа связи в скалярной теории поля

Как столкновения элементарных частиц производят различные фундаментальные частицы?

Терминологическая путаница - "частица"

Почему материя не может аннигилировать сама с собой?

Эффективные теории и операторы размерности шесть

Почему энергия лабораторной системы отсчета всегда больше энергии системы центра масс?