AKT II
Atom Kern Teilchenphysik II
Atom Kern Teilchenphysik II
Kartei Details
| Karten | 325 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Physik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 23.05.2022 / 27.02.2024 |
| Weblink |
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Vorteil HL tracking
Auflösung E und Ort
dE/dx tausend mal größer als bei Gasen
3,6eV zur Erzeugung eines e loch paares
Energieauflösung 10^-3
Ort 1my m
Proportionalkammer / multi wire proportional Chamber
+Vorteile
Viele dünne drähte (Anode) liegen auf hochspannung ~ 2000V relativ zur Kathode (Wände)
Strom abnahme an jedem draht => nachverfolgung des teilchenstrahls, der gas in kammer ionisiert und so strom zwischen drähten erzeugt
1000teilche/sec und PC analyse!
Driftkammer - time projection chamber
Z.b. bei alice, abdeckung kompletter raumwinkel
Anode ist MWPC
Kathode teilt zylinder in zwei driftregionen
Durch detektiertes teilchen werden bei ionisation elektronen freigesetzt und vervielfacht, welche bestimmte driftzeit brauchen um zu kathode zu gelangen => zeit gibt Aufschluss über ionisationsort
Auch mit b feld zusätzlich möglich => krümmung=> teilchenart
Wofür steht RICH?
Ring imaging cherenkov detector
Methoden:
Kurzlebige Teilchen
Neutrinos
Elektronen,Photonen
Kurzlebige: Methode der invarianten Masse
Neutrinos: Energie&Impulsdefizite
Elektron/photon: elektromagn. Schauer in Kalorimeter
Methoden:
Myonen
Geladene Hadronen
Myonen: Durchdringungskraft
Gelad. Hadronen:
p>1GeV TOF (v von masse abhängig)
p>50GeV dE/dx ~ log beta
p<100GeV Cerenkov detektor, n so dass sensitiv auf 1 teilchen
Wie/wo wurde das Positron entdeckt?
Aus kosmischer Höhenstrahlung
Feynman Stückelberg Interpretation
... mit ... werden als Teilchen ...
Lösungen mit neg. Energie werden als Teilchen mit neg. Energie interpretiert, die rückwärts in der Zeit laufen; gleichbedeutend mit Antiteilchen mit positiver physikal. Energie, die vorwärts in der Zeit laufen.
Im Allg. Sind u1 u2 v1 v2 keine...
EigZustände von S
(anti)Teilchen die sich entlang z Bewegen sind
EigZstde von Sz
Spin ist .. und deshalb benötigt man
nicht erhalten in relativits.QM ... Helizität als gute QZ (Spin entlang Bew.Richtung
Wofür benötigen wir vollst. Satz von spinoren?
Für die streuung
Erstes nächstes Ziel nach Dirac Beschreibung, Antiteilchen, Helicity, Parität?
Relativistische Berechnung von |M| und dann WW durch Austausch von Teilchen beschreiben
Warum ist eine Streuung am Potential unphysikalisch?
Impulsübertrag aus dem nichts => Streuung über Zwischenzustand k
Im zeitgeordneten Diagramm...
befindet sich das Austauschteilchen x auf der Massenschale
Für die Zeit geordneten Diagramme gilt ... Weil...
... Impulserhaltung -
Jedoch Energieerhaltung verletzt.
Teilchen auf Massenschale liegt.
Polarisationen reales Photon in z richtung
2, x und y richtung
Virtuelles photon Polarisationen
Alle FGe berücksichtigen!
3 +/-/longitudinal
Sum = -gmyv
Feynmanregeln!
1.) Propagatorterme für interne Linien (virtuelle Teilchen)
2.) Dirac-Spinoren für ext. Linien also ein-&auslaufende Teilchen
3.) Faktoren an jedem Vertex
Für LO und NLO Diagramme ME gesamt berechnen
Addiere alle berechneten MEe (Amplituden) und bilde dann das Betragsquadrat.
Spin&Helizität beim Elektron
Im allg spin des e nicht polarisiert. Summe über pos&neg helizität (weil gleich wahrscheinlich)
Im lim E>>m sind ... auch Eigenzustände von ..
Helizitätseigenzustände ... Gamma5
Links- & rechtshändige chirale Eigenzustände Definition
Eigenzustände von gamma5 =>
+1 = R
-1 = L
Bei 10GeV e_e+ kollision hat man eine SP-energie von
20GeV
WW durch Austausch von Teilchen was wollen wir?
Matrixelement in höherer Ordnung berechnen
=> Streuung nicht an Potential sondern über Zwischenzustand
Was wird durch was bei der e-p-WW bestimmt?
Die Art der WW wird durch die Photonwellenlänge bestimmt
4 Fälle der Art der WW
-niedrige Energien lambda >> Protonradius : elektron streut an punktförm. Spinlosem objekt
-bei ~0.2GeV also lambda~Protonradius : e streut an endl. Ladungsverteilung
-bei lambda << r_p: Struktur des Protons wird aufgelöst und Konstituenten werden sichtbar (quarks) .
-lambda <<<< r_p : auch Gluonen sichtbar
Je mehr Energie desto mehr Info über Struktur
Rutherfordstreuung (helicity?)
Streuung bei niedrigen Energien
Proton Rückstoß wird vernachlässigt
e nicht relativistisch => 8 helizitätskombis relevant
Was ist die nicht-relativist. Streuung?
Rutherfordstreuung
Mott WQ Unterschied zu Rutherford
Mott hat relativistische Elektronen (Helizität erhalten)
weiterhin ohne Rückstoß
identisch mit Streuung an Coulombpot., magn Spin-Spin-WWen vernachlässigbar
Unterschied Mott zu Rutherford Formel?
4E^2 im nenner und mal cos^2(theta/2) faktor
Welche Streuung beschreiben Rutherford und Mott?
e-p-streuung
-An Punktteilchen und ohne Protonrückstreuung
Streuung an ausgedehnter Ladungsverteilung - wie?
WQ modifizieren durch Formfaktoren
Wie kann man die Ladungsverteilung durch Streuung bestimmen?
Energie & theta messen =>
Mott - WQ aus theorie mit gemessenem diff.WQ vergleichen =>
Formfaktor => durch Fouriertrafo =>
Ladungsverteilung bestimmen
Ausdruck mit Formfaktor im diff WQ?
Diff WQ von Mott mit Faktor |F(q)|^2
Def. Gamma 5
Gamma 5 = i gamma0 ... gamma3
Formfaktor für Punktteilchen Streuung + Folge für diff WQ
=const~1
Diff WQ unabhängig von Impulsübertrag
Relativistische und elastische Streuung & damit verbunden?
Jetzt mit Berücks. des Spins des Protons und Rückstoß!
Spin gemitteltes ME berechnen
Was folgt daraus das man bei elastischer Streuung nur einen freien Parameter hat? Welcher?
E3 oder q
Man kann ohne Proton zu beobachten aus messung vom elektronenstrom (und) dem winkel theta schließen, dass die streuung elastisch war und proton intakt blieb.
Wobei braucht man Rosenbluthformel?
Elastische ep streuung mit endlicher protonausdehnung => durch 2 formfaktoren modifiziert (magn&elektr)
Mott+Rückstoß+ rest
