Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Καρόζας Αθανάσιος Κονταξής Θανάσης. Περιεχόμενα  Είδη σκέδασης  Ελαστική σκέδαση ηλεκτρονίων από πυρήνες - πρωτόνια  e + e - -> ”hadrons”  Ανελαστική.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Καρόζας Αθανάσιος Κονταξής Θανάσης. Περιεχόμενα  Είδη σκέδασης  Ελαστική σκέδαση ηλεκτρονίων από πυρήνες - πρωτόνια  e + e - -> ”hadrons”  Ανελαστική."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Καρόζας Αθανάσιος Κονταξής Θανάσης

2 Περιεχόμενα  Είδη σκέδασης  Ελαστική σκέδαση ηλεκτρονίων από πυρήνες - πρωτόνια  e + e - -> ”hadrons”  Ανελαστική σκέδαση e – p  Scaling  Bjorken Scaling  Μοντέλο παρτονίων  Scaling violation

3 Είδη Σκέδασης 1. Ελαστική Διατήρηση αριθμού και είδους σωματιδίων καθώς και της Ε cm 2. Ανελαστική Ο αριθμός ή/και το είδος σωματιδίων διαφέρει από αρχική σε τελική κατάσταση Η ενέργεια του βλήματος δεν διατηρείται στο c.m 3. Βαθειά Ανελαστική Σκέδαση ιδιαίτερα υψηλής ενέργειας για να πάρουμε πληροφορίες για το εσωτερικό των αδρονίων e - + p  e + “anything” e + + e -  p + “anything” v + p  e - + “anything” ….etc Μία πρόχειρη εκτίμηση… (proton -> 1fm) Για DIS μερικές δεκάδες GeV !

4 Ελαστική σκέδαση e - (χωρίς spin) από πυρήνες (1) Για σκέδαση σημειακών σωματίων χωρίς spin από σημειακούς πυρήνες  Τύπος Rutherford Κβαντομηχανικά  Προσέγγιση Born  => μεταφερόμενη ορμή q Για ελαστική σκέδαση p=p 0 -> (Επίπεδο κύμα) =>

5 Ελαστική σκέδαση e - (χωρίς spin) από πυρήνες (2) Για σφαιρική κατανομή φορτίου είναι Η διαφορά από τη σημειακή, είναι το ολοκλήρωμα => Παράγοντας μορφής (μετ/μός Fourier της κατανομής φορτίου)  Για μικρά => ο παράγοντας μορφής είναι μονάδα, και ο πυρήνας φαίνεται σημειακός Γενικά

6 Ελαστική σκέδαση e - με σπιν από πυρήνες Η σκέδαση θα είναι ευαίσθητη στη δομή του πυρήνα για μ.κ -> σχετικιστικά σωμάτια- Dirac με spin Μott (1929) ανέπτυξε μία σχέση για την ενεργό διατομή σκέδασης σχετικιστικών e από σημειακούς πυρήνες Τύπος του Mott Για μεγάλα

7 Σκέδαση ηλεκτρονίων από νουκλεόνια(1) Πρέπει να λάβουμε υπόψη μας και το spin του στόχου. Υποθέτουμε σκέδαση e - από σημειακό πρωτόνιο-p. Η μαγνητικές ροπές δημιουργούν και μαγνητική αλληλεπίδραση την οποία πρέπει να λάβουμε υπόψη μας. Ενεργός διατομή Dirac  Ο πρώτος όρος εκφράζει την ηλεκτρική συνεισφορά στην ενεργό διατομή  Ο δεύτερος όρος την μαγνητική συνεισφορά Για να λάβουμε υπόψη μας και τις διαστάσεις του πρωτονίου, τώρα χρειαζόμαστε 2 -παράγοντες μορφής

8 Σκέδαση ηλεκτρονίων από νουκλεόνια(2) Τύπος Rosenbluth όπου ο ηλεκτρικός και ο μαγνητικός παράγοντας μορφής Ισοδύναμα ο τύπος του Rosenbluth: Για διάφορες ορμές και γωνίες –θ τ.ω το q 2 : σταθερό, γραμμική εξάρτηση από το

9 Διάγραμμα Rosenbluth

10 Hofstadter (1961) • Παρατηρήθηκε απόκλιση της σκέδασης από την αναμενόμενη για σημειακό σωμάτιο => Μέτρηση των παραγόντων μορφής Τα πρώτα πειράματα στο Stanford: Νόμος βάθμισης (scaling) ! • Εμπειρική διπολική σχέσημε Τα πρωτόνια έχουν κάποια δομή!

11 Ε=400MeV θ=45 0  Ισχυρή ελαστική κορυφή στα μικρά q 2  Για μεγάλα q 2 (μικρά Ε ’ ) ημι-ελαστική σκέδαση -> η κορυφή διασπείρεται λόγω ορμής Fermi

12 Σκέδαση e - από πυρήνες- Σκέδαση e - από πρωτόνια Παρατηρούμε παρόμοια συμπεριφορά

13 e - e + -> αδρόνια (1) Σύγκριση της παραπάνω διαδικασίας με μία σημειακή σκέδαση, e - e + ->μ - μ + Ανάλογη μίας σημειακής σκέδασης => Τα συστατικά των αδρονίων θα πρέπει να είναι σημειακά

14 e - e + -> αδρόνια (2) και Παράγονται δύο αντίθετα κατευθυνόμενοι πίδακες  R= σταθερό => σημειακά συστατικά(partons)  Η γωνιακή κατανομή των πιδάκων -> τα παρτόνια θα έχουν spin ½  H τιμή του R ταυτίζεται με τη θεωρία για παρτόνια με κλασματικό φορτίο (quark)

15 Ανελαστική Σκέδαση e + p  e + X Υψηλές τιμές μεταφοράς τετρα-ορμής q 2 Διατήρηση ενέργειας και ορμής  p` = p + q ν: ενέργεια φωτονίου M: μάζα πρωτονίου Q 2 = -q 2 W: μάζα αδρ. συστήματος P’, W

16 Ενεργός διατομή ανελαστικής σκέδασης ep Ανελαστική σκέδαση Inclusive ενεργός διατομή: μετρήσεις μόνο των ηλεκτρονίων W 1, W 2 : συναρτήσεις δομής (structure functions) Σε αναλογία με την ελαστική σκέδαση e - p

17 • Ενεργός διατομή  σταθερή • Δεν υπάρχει μικρότερη δομή στο στόχο Scaling (βάθμιση) Εισαγωγή έστω ο παράγοντας μορφής,όπου το Λ nuc θέτει μία κλίμακα  Για, μήκος κύματος του φωτονίου πολύ μεγάλο σε σχέση με την κλίμακα… μη ευαίσθητο στην εσωτερική δομή του στόχου  Μια άλλη κλίμακα Λ nucleon, υπάρχει για τα νουκλεόνια, αλλά με δε φαίνεται η εσωτερική δομή του νουκλεονίου Αν υπάρχει μια ‘τελευταία’, ελάχιστη κλίμακα Λ 0, τότε αυξάνοντας συνεχώς το Q 2

18 Βάθμιση Bjorken Στο όριο, με x = Q 2 /2Mv καθορισμένο οι συναρτήσεις δομής βαθμίζονται ω=1/x Miller et SLAC Friedman & Kendal

19 Πρότυπο παρτονίων 1969: τα σημειακά συστατικά των νουκλεονίων ονομάστηκαν παρτόνια από τον Feynman, πριν ακόμα καθιερωθούν τα quarks και τα γκλουόνια Για υψηλές τιμές Q 2 το ηλεκτρόνιο συγκρούεται με ένα σημειακό σωμάτιο, το παρτόνιο  Ελαστική Σκέδαση e - παρτονίου Υποθέτοντας τα παρτόνια ως σωμάτια με spin ½ =>

20 Callan - Gross 2xF 1 (x)=F 2 (x)

21 Παρτόνια  spin ½ 2xF 1 /F 2 X=Q 2 /2Mv ΑρχικήΤελική Η=+ ½ σ s =0 σT ≠ 0σT ≠ 0 H=0 H=+1 H=+ ½ Βαθμωτό (virtual) φωτόνιο Εγκάρσιο (πραγματικό) φωτόνιο J z = -½J z = +½

22 Deep inelastic neutrino scattering (1) • Η αλληλεπίδραση είναι ασθενής => η σταθερά σύζευξης θα γίνει τώρα G 2 /2π • Η ομοτιμία δε διατηρείται => έχουμε τρεις ανεξάρτητες ελικότητες (-1,+1,0) • Χρειαζόμαστε 3-structure functions -> F 1,F 2,F 3 Θεωρώ τις SFs για σκέδαση νετρίνο-Ν και αντινετρίνο -Ν και(όπου i=1,2,3) Λόγω συμμετρίας φορτίου τώρα εκτός από τον V-A όρο όπου

23 Διαφορική ενεργός διατομή DIS neutrino Υποθέσαμε ότι έχουμε πλήρη βάθμιση: Για να καταλήξουμε σε κάποιο αποτέλεσμα θα πρέπει να συγκρίνουμε την παραπάνω με σκέδαση (αντι)νετρίνων από σημειακούς με spin-1/2 στόχους. (ελαστική σκέδαση ν-e - ) Για παρτόνιο και αντι-παρτόνιομάζας m=xM Ανάλογες του αθροίσματος και της διαφοράς των πυκνοτήτων των παρτονίων στο x

24 Deep inelastic neutrino scattering (2) Για πυκνότητες quark Με την νετρίνο DIS εξάγονται τα παρακάτω: • ο αριθμός των quark σθένους μέσα στα νουκλεόνιο • Τα παρτόνια (quarks) έχουν κλασματικό φορτίο • Τα παρτόνια απογράφουν μόνο τη μισή μάζα του νουκλεονίου => • Υπάρχει κάτι άλλο που δεν αλληλεπιδρά με λεπτόνια -> Gluons, quarks sea

25 Για Q 2 > >1 GeV 2 φαίνεται ότι κάθε quark περιβάλλεται από γκλουόνια και ζεύγη Quark εκπέμπει γκλουόνιο και ζέυγος Επίδραση στις συναρτήσεις δομής των νουκλεονίων, παραβιάζοντας το scaling Scaling violation Πρότυπο αλληλεπιδρώντων quark Ο αριθμός των quark που μπορούμε να παρατηρήσουμε εξαρτάται από το Q 2 Για Q 2 > 1 GeV 2 αρχίζουν να φαίνονται τα τρία σημειακά quark σθένους

26

27

28 Ευχαριστούμε Βιβλιογραφία Nuclear and Particle Physics Burcham & Jones Hadron Interactions Collins & Martin Εισαγωγή στη φυσική Υψηλών Ενεργειών Perkins Κ.α…


Κατέβασμα ppt "Καρόζας Αθανάσιος Κονταξής Θανάσης. Περιεχόμενα  Είδη σκέδασης  Ελαστική σκέδαση ηλεκτρονίων από πυρήνες - πρωτόνια  e + e - -> ”hadrons”  Ανελαστική."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google