Какой будет экспериментальная сигнатура составных лептонов?

С подходящим оборудованием и достаточным количеством энергии вы можете искать все обычные наивные вещи:

• Отклонения от сечения баба-рассеяния в неполяризованных$l + \bar{l}$или$l + l$рассеяние. В частности, если в реакции отсутствует энергия, это может указывать на возбужденное состояние продуктов.
• Пик резонанса в$l + \bar{l}+ \to l' + \bar{l}'$. (Конечно, вы можете сделать это с помощью$q + \bar{q} \to l + \bar{l}$тоже, но поправки КХД к вершине кварка усложняют теорию и могут скрыть сигнал.)

Я думаю, что это часть дела о мюонном коллайдере, но ни один из них не находится на столе для экспериментов, проводимых прямо сейчас.

У CMS есть препринт , в котором они ищут составные угловые распределения.

Измеренные угловые распределения двухструйных струй можно использовать для установления ограничений на составность кварков, представленную членом четырехфермионного контактного взаимодействия в дополнение к лагранжиану КХД.

Они устанавливают ограничения.

Я предполагаю, что угловые распределения двух лептонных событий будут в поисках лептонной составности.

Учитывая, что составность ядер и составность нуклонов были четко найдены методом глубоконеупругого рассеяния, я бы очень сомневался в интерпретациях, использующих уровни вычислений Монте-Карло, которые дали бы такой резкий вывод об отклонениях от КХД.

Придется ждать лептонных коллайдеров. На БАК мне понадобилось бы два лептона в вершине, чтобы получить другой конец глубоконеупругого рассеяния. Нет ничего, что могло бы превзойти форм-факторы, имхо.

Одна сигнатура может быть похожа на сигнатуру партонной модели. Предположим, лептоны состоят из внутренних частиц, преонов, ришонов или чего-то еще. При низкой энергии лептон будет казаться составленным из валентных партонов (лепто-партонов?), которые могут быть просто самим лептоном. Когда человек переходит в систему отсчета с высокой энергией, то в пределе этот импульс стремится к бесконечности, лоренцево сокращение лептона делает другие моды или партоны с более высокой энергией в возбужденных состояниях очевидными в экспериментах по рассеянию. Тогда было бы масштабирование Бьёркена к амплитудам рассеяния, которые действуют как сигнатуры внутренних составляющих лептона.

Еще одним признаком может быть некоторое отклонение магнитного момента электрона. Магнитный момент

Какими могут быть эти составляющие? Скорее всего, любое такое отклонение, на мой взгляд, было бы какой-то жесткой физикой, которая из-за сверхбольшого измерения и связанных с этим вещей оказывает влияние в масштабе, который мы можем обнаружить. Мне не нравится идея кварков и лептонов как составных объектов. Во многом это связано с тем, что энергия связывания этой системы вместе была бы намного больше, чем массы партонов. Это поставило бы нас перед ужасными проблемами, намного превосходящими те, что возникают с кварками и КХД.

• Составные электроны, мюоны и тау должно быть гораздо легче обнаружить в условиях высоких энергий, когда электромагнитное поле влияет на траектории продуктов распада, чем составные нейтрино (которые чертовски трудно наблюдать без каких-либо сложных и не очень статистически мощных специально построенных экспериментов, таких как те, которые обсуждаются в Neutel11).

Если составные части электроноподобных лептонов имели заряд, отличный от -1 (или +1 для античастиц), то путь, по которому шли даже ненадолго неограниченные лептонные компоненты, можно было бы реконструировать с большой точностью (и без большого количества КХД). фоновые проблемы, которые усложняют некоторые другие расчеты, потому что вы будете смотреть на схему распределения продуктов распада в космосе относительно точки столкновения, а не на то, сколько их было).

IIRC, недавно было получено несколько экспериментальных сигналов, которые показывают такие неожиданные и необъяснимые модели пространственного распределения.

• Другой способ увидеть составные электроны в замкнутом состоянии — обнаружить события с сигнатурами, похожими на мезоны или экзотические барионы, но гораздо более легкими, которые ранее были исключены из данных, поскольку мы не искали ничего подобного в этом диапазоне масс. Например, предположим, что вы пересмотрели свое программное обеспечение для сортировки данных о распаде и внезапно увидели несколько десятков распадов частицы, которая вела себя как дельта плюс барион (спин 3/2, заряд +2, ддд), но с массой порядка 123 эВ вместо 1232 Мэв.

• Третья возможность заключается в том, что вы могли бы посмотреть на процессы, которые, по-видимому, проявляются за пределами нарушения CP в Стандартной модели, и провести своего рода кластерный анализ данных, который показывает одну группу событий, которые точно соответствуют Стандартной модели, и отдельную группу событий, которые соответствуют Стандартной модели. имеет некоторый паттерн, который его отличает, а затем показать, как составная лептонная модель может объяснить паттерн, общий для «избыточной группы».

• Сильное свидетельство несохранения ШМ, которое, кажется, исходит от чего-то в лептонном секторе.

По моему скромному мнению, имеется достаточно экспериментальных и теоретических данных, чтобы считать вещи составными из-за их постоянной связи с другими вещами. Проблема заключается в том, чтобы распознать эту постоянную связь и правильно реализовать ее в наших теориях.

Рассмотрим простейший случай рассеяния нейтральной частицы нейтрино на заряженной частице электроне:

$\nu + e^- \rightarrow \nu + e^-$. (1)

Однако упругое рассеяние от заряда маловероятно, поскольку существуют беспороговые возбуждения — фотоны. Другими словами, реальный заряд ($e^-$) представляет собой сложную систему, включающую электромагнитные степени свободы, и электрон в ней является лишь ее частью. Поэтому истинный процесс рассеяния записывается иначе:

$\nu + e^- \rightarrow \nu + e^- + \gamma_1 + \gamma_2 + ...$(2)

Опять же, возбуждение мишени (= неупругие процессы, подобные (2)) является первым и основным доказательством того, что мишень является составной. И мы знаем из точных уравнений КЭД об этой постоянной связи, но мы изначально не считаем заряд связанным и пишем ерунду типа (1). Это наша серьезная концептуальная ошибка. Таким образом, неэластичные процессы, такие как

$\nu + e^- \rightarrow \nu + e^- + \gamma +$другие нейтральные вещи (3)

свидетельствуют о том, что наша мишень (электрон) не так проста ;-).

Мы по-прежнему не замечаем очевидных вещей и не разделяем связанные вещи в уме и на бумаге. Наша методика "включения и выключения связи" неверна - она ​​предполагает возможность пертурбативной "связи" как бы "слабой". Оно никогда не бывает слабым. Когда нам удастся правильно описать КЭД, будет легче увидеть, как другие лептоны и кварки (и другие квазичастицы в сложных вещах) связаны друг с другом.

Возьмите атом как составную систему и рассейте его ядро ​​или электрон. Что является признаком того, что он составной? Неупругие каналы и резонансы.