Proces Drell – Yan - Drell–Yan process

Proces Drell – Yan: kvark z jednoho hadronu a antikvark z jiného hadronu zničí a vytvoří dvojici leptonů výměnou virtuálního fotonu.

The Proces Drell – Yan se vyskytuje ve vysoké energii hadron –Hadronový rozptyl. Probíhá, když a tvaroh jednoho hadronu a antikvark dalšího hadronu zničí a vytvoří virtuální foton nebo Z boson který se pak rozpadá na dvojici opačně nabitých leptony. Důležité je, že energii kolidujícího páru kvark-antikvark lze téměř úplně přeměnit na hmotu nových částic. Tento proces poprvé navrhl Sidney Drell a Tung-Mow Yan v roce 1970^[1] popsat výrobu lepton –antilepton páry při vysokoenergetických srážkách hadronů. Experimentálně byl tento proces poprvé pozorován J.H. Christenson et al.^[2] při srážkách proton-uran na Střídavý gradientový synchrotron.

Přehled

Proces Drell – Yan je studován jak v experimentech s pevným cílem, tak v urychlovačích. Poskytuje cenné informace o distribuční funkce parton (PDF), které popisují způsob, jakým je hybnost přicházejícího vysokoenergetického nukleonu rozdělena mezi jeho jednotlivé partony. Tyto soubory PDF jsou základními složkami pro výpočet v podstatě všech procesů u hadronových urychlovačů. Ačkoli by soubory PDF měly být v zásadě odvoditelné, současná neznalost některých aspektů souboru silná síla tomu brání. Místo toho jsou formy PDF odvozeny z experimentálních dat.

Drell – Yanův proces a hluboký nepružný rozptyl

Soubory PDF jsou určovány pomocí světových dat z hluboký nepružný rozptyl Proces Drell – Yan atd. Proces Drell – Yan úzce souvisí s hlubokým nepružným rozptylem; Feynmanův diagram procesu Drell – Yan se získá, pokud se Feynmanův diagram hlubokého nepružného rozptylu otočí o 90 °. Časově podobný virtuální foton nebo Z boson se vytvoří v s-kanál v procesu Drell – Yan, zatímco se v něm vyrábí vesmírný virtuální foton nebo Z boson t- kanál v hlubokém nepružném rozptylu.

Citlivost na asymetrii chuti lehkého mořského kvarku v protonu

Naivně se věřilo, že kvarkové moře v protonu bylo tvořeno kvantová chromodynamika (QCD) procesy, které nerozlišovaly mezi kvarky nahoru a dolů. Výsledky hlubokého nepružného rozptylu vysokoenergetických mionů na protonu a deuteroncie CERN-NMC^[3][4]ukázal, že jich je více dnež uV protonu. Gottfriedova suma měřená pomocí NMC byla 0,235 ± 0,026, což je významně menší než očekávaná hodnota 1/3. Tohle znamená tamto d(X)-u(X) integrovaný přes Bjorken X od 0 do 1,0 je 0,147 ± 0,039, což naznačuje asymetrii chuti v protonovém moři. Nedávná měření pomocí Drell-Yanova rozptylu zkoumala chuťovou asymetrii protonu.^[5][6][7] Na vedoucí pořadí ve silné interakční vazebné konstantě, α_s, poměr průřezu Drell – Yan z protonového paprsku na deuteriovém terči k protonovému paprsku na protonovém terči je dán vztahem

${ displaystyle { frac { sigma ^ {pd}} {2 sigma ^ {pp}}} = { frac {1} {2}} vlevo [1 + { frac {{ bar {d} } (x)} {{ bar {u}} (x)}} vpravo]}$

kde ${ displaystyle { bar {d}} (x)}$ a ${ displaystyle { bar {u}} (x)}$ jsou distribuce kvarků anti-down a anti-up v protonové moře a ${ displaystyle x}$ je Bjorken-${ displaystyle x}$ proměnná měřítka (zlomek hybnosti cílového kvarku v model parton ).^[5]

Výroba bosonu Z.

Výroba bosonů Z procesem Drell – Yan poskytuje příležitost studovat spojky bosonu Z do kvarky. Hlavním pozorovatelným je dopředu – dozadu asymetrie v úhlové distribuci dvou leptonů v jejich těžiště rám.

Pokud existují těžší bosony s neutrálním rozchodem (viz Z 'boson ), mohly by být objeveny jako vrchol v dilepton invariantní hmota spektrum v podstatě stejným způsobem, jakým se standardní boson Z objevuje na základě procesu Drell – Yan.

Viz také

• Fermilab E-906 / SeaQuest

Reference