f morza
Transkrypt
f morza
Model partonowy Wnioski z rozpraszania głeboko nieelastycznego w SLAC’u: • nukleon składa się z punktowych partonów • z wyników eksperymentu na razie nie widać ile jest partonów • rozpatrujmy zderzenie w układzie, w którym proton ma nieskończony pęd. -- wtedy możemy zaniedbać masę i pęd poprzeczny partonów • relacje czasowe: -- wybicie partonu przez γ przekaz energii ν (skala energii) Δt ⋅ ΔE ≥ h t1 = Δt1 = h /ν -- fragmentacja partonu t 2 = Δt 2 = h / W ( W - skala energii) e γ fragmentacja partonu Q2 − q2 zmienna x = = 2 Mν 2 Mν gdzie: Interpretacja zmiennej x ⎛ E − E' r⎞ p − p' = q = ⎜ ,q⎟ ⎠ ⎝ c ν = E − E' x to jest ułamek pędu niesiony przez oddziałujący parton Funkcje struktury w modelu kwarkowo - partonowym: q f ( x ) dx - Oczekiwana liczba partonów/kwarków typu f , których ułamek pędu protonu leży w obszarze [x,x+dx] - Kwarki typu f niosą ładunek zf ⋅e - przekrój czynny na oddziaływanie elektromagnetyczne będzie proporcjonalny do z 2 f Zatem: ⎛ ⎞ _ ⎜ ⎟ F2 ( x ) = x ∑ z 2f ⎜ q f ( x ) + q f ( x )⎟ ⎜ ⎟ f ⎝ ⎠ Jak wyznaczyć qf(x) dla poszczególnych f ? – poprzez badanie DIS μ , e,ν (neutrina mają inne sprzężenia, można odróżnić różne zapachy oraz kwarki od antykwarków) μ νμ d − W+ _ νμ u u μ+ W− d _ Znając wiązkę (?) i znak mionu wiemy na czym było rozpraszanie, jeśli zaniedbamy q Funkcja struktury F2(x) jest zatem sumą: νN F2 (x ) = x ∑ f _ ⎛ ⎞ ⎜ q f ( x ) + q f ( x )⎟ ⎝ ⎠ (x ) Z doświadczenia mamy: F2νN xqsea (x) xqval (x) F2 i ważone x-em rozkłady kwarków walencyjnych (val) i kwarków morza (sea). Kwarki walencyjne to te, które niosą liczby kwantowe cząstki. proton = uud Kwarki morza to pary kwark antykwark _ _ _ u u , d d , s s , ... 0.0 x 1.0 1 Policzmy całkę ∫ F 2 ( x ) dx 0 _ ⎛ ⎞ ( ) ( ) dx x q x q x ⋅ + ⎟ ⎜ f ∫ ∑f ⎝ f ⎠ Z rozpraszania neutrin Zgodne !!! _ ⎛ ⎞ ( ) ( ) dx x z q x q x ⋅ + ⎜ ⎟ f ∫ ∑f ⎝ f ⎠ 2 f 1 Z rozpraszania mionów, elektronów 1 18 eN ( ) dx ⋅ F x ≈ dx ⋅ F 2 ( x ) ≈ 0.5 ∫0 2 ∫ 5 0 νN Wynik doświadczenia!!!! Czyli kwarki walencyjne i kwarki morza niosą połowę pędu nukleonu RESZTĘ PĘDU NIOSĄ GLUONY, które nie oddziałują słabo bądź elektromagnetycznie, TYLKO SILNIE To GLUONY wiążą kwarki w nukleonie, poprzez oddziaływania kolorowe R, G, B - kolory kwarków. Gluon sprzega się do koloru ale i sam niesie kolor !!! _ _ RB R q RB B q _ BG _ RG Ile jest zatem gluonów? G• • Æ SU(3) colour R 3 ⊗ 3 = 8 ⊕1 • Singlet się nie nadaje, bo nie przenosi koloru B Podstawowa reprezentacja SU(3) MAMY 8 GLUONÓW !!! Symetria SU(3)kolor jest ściśle spełniona Obecność gluonów wpływa na funkcje struktury F (łamanie skalowania) Symetria SU(3)kolor jest podstawą chromodynamiki kwantowej, która opisuje oddziaływania silne (kolorowe) kwarków.