LHCb studerer effekterne af hadrondiffraktion • Igor Ivanov • Videnskabsnyheder om "Elements" • LHC, Hadron Properties, LHCb Detector

LHCb studerer virkningerne af hadrondiffraktion

Fig. 1. Nogle processer af hadron-diffraktion: (en) elastisk spredning af protoner på grund af udveksling af pomeron, (b) fødslen af ​​en meson i en kollision af to pomeron med hinanden, (c) J / ψ-meson produktion i kollision af en foton med pomeron

I det overvældende flertal af tilfælde ødelægges protonerne, der kolliderer ved LHC, og producerer tiere og hundredvis af hadroner, hvorfra fysikere skal fange de partikler af interesse. Men nogle gange ser disse kollisioner sig ekstremt rene. De centrale detektorer registrerer kun en eller to partikler, og protonerne selv i kollisioner overlever og simpelthen flyver væk i røret, kun lidt afvigende fra deres oprindelige bane. Samspillet mellem protoner i dette tilfælde kan stadig være stærkt, men denne stærke interaktion manifesterer sig kun i en speciel tilstand – i form af hadrondiffraktion. Du kan læse mere om denne proces i meddelelsen Diffraktion i partikelfysik.

Når man taler om individuelle partikler, udsender proton i løbet af hadrondiffraktion en pomeron, et specielt dynamisk objekt bestående af flere gluoner. Pomeron kan kollidere enten med en modproton eller med en partikel udgivet af den – den anden Pomeron eller foton (figur 1).I en kollision kan der produceres enkeltpartikler – mesoner eller endog Higgs boson – og detektoren vil så se resultatet af deres forfald, ikke "tilstoppet" af forstyrrelser fra fremmede hadroner. Tværsnittet for produktion af disse partikler, deres polarisering og deres afhængighed af energi gør det muligt at genkende sådanne træk ved det stærke samspil, som er vanskelige at observere i almindelige kollisioner.

Multilateral forskning om hadron-diffraktion er en af ​​de store opgaver i Large Hadron Collider, men ikke så relevant som søgningen efter New Physics. Disse processer undersøges på en specialiseret TOTEM detektor, såvel som på store collider detektorer; der er især søgen efter Higgs bosons centrale eksklusive fødsel. Disse processer studeres også i kollisionen af ​​tunge kerner.

For nylig offentliggjorde LHCb-samarbejdet resultaterne af en undersøgelse af en meget populær på dette område af processen – diffraktionsproduktionen af ​​J / м-meson (det er vist i figur 1c). Denne proces er blevet undersøgt før; En masse data om den blev opnået i 90'erne ved elektron proton collider HERA i Tyskland. Imidlertid var energien af ​​foton-protonkollisioner ved den collider lille, ca. 200 GeV. Dataene viste derefter en jævn strømforøgelse af tværsnittet med energi.Denne vækst afspejler det faktum, at når energien i protonen stiger, stiger antallet af partoner mere og mere. Fysikere spekulerede på, hvor langt svigstrømsvækst ville fortsætte, fordi ifølge mikroklassens generelle love kan det ikke fortsætte på ubestemt tid.

Fig. 2. Tværsnit for J / рождения-meson produktion i diffraktionskollision som en funktion af energi. Billede fra cerncourier.com

Ved LHC kan denne proces studeres ved energier større end 1 TeV. Den nye publikation LHCb tilvejebringer data om denne afhængighed (det er vist i figur 2) såvel som på andre karakteristika ved fremgangsmåden med hadrondiffraktion. Resultaterne viser, at strømvæksten fortsætter med ringe eller ingen ændring. Dette betyder, at densiteten af ​​partoner inde i protonen fortsætter med at stige regelmæssigt, selv ved sådanne energier. Ingen særlig effekt af parton fusion, den såkaldte parton densitet mætning, er synlig. Nærmere oplysninger om dette fænomen findes i vores nyheder. Hvilken form har den hurtigtflyvende proton?

I de kommende år vil fysikere takket være stigningen i energi fra Large Hadron Collider kunne måle denne proces op til energier fra flere TeV.Det vil være interessant at finde ud af, om virkningerne af partonrekombination i en proton vil begynde ved sådanne energier.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: