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 |
https://card2brain.ch/box/20220523_akt_ii
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Wert und ausdruck Bohr magneton
My_B = e h_bar/ (2m_e)
5,788 *10^-5 eV/T
Ist Gamma my ein ViererVektor?
Nein!
B-Mesonen
K-Mesonen
D-Mesonen
Welche Quarks sind dabei?
Welches nicht?
Bottom + u,d
Strange + u,d
Charme + u,d
Masse Z boson?
91GeV
Masse B0 meson
5,3 GeV
Lebenszeit tau
1,5 *10^-12 s
Grenzen des SM Energien
1 peV bis 14TeV
Ab wann spricht man von Hinweis & Entdeckung?
3 sigma
5 sigma entdeckung
De broglie wellenlänge von Energie ableiten
E=hv = hc/lambda
nach lambda umformen
ATLAS
CMS
LHC-B
ALICE
A toroidal LHC apparatus
Compakt Myon Solenoid
Large hadron collider - for b physics
A large ion collider experiment
Einheit Luminosität
Zusammenhang WQ
Reaktionsrate = Streuereignisse/Zeit = sigma * L
L ... Luminosität [cm^-2 s^-1]
Beschleunigungsvorgang maximal am LHC + Energien
2,6 GeV im PS (Proton Synchrotron)
450 GeV im SPS (Super Proton Synchrotron)
7 TeV im LHC
Van der Graaff Beschleuniger + Energie
Gleichspannungsbeschleuniger, 20MeV
LINAC , typ Felder?
Linear accelerator: Röhre feldfrei, Beschleunigung im Spalt
Protonen
MeV/m
~50MeV
LINAC f Elektronen
30 GeV
Felder zur Fokussierung
Radius Synchrotron
B Felder
Beschleunigung durch?
3km
8T
Radiofrequency cavities
Energien Fermilab Beschleuniger
400MeV-1TeV
Protonen pro Paket
Pakete
10^11
2800
Luminosität LHC
10^34
Luminosität e_e+ kollider
10^31
Wozu dienen Dipol-&Quadrupol Magnete im LHC
Dipol: Ablenkung
Quadrupol: Fokussierung
Energieverlust Teilchenbeschleuniger
Durch Synchrotronstrahlung, 10^13 mal kleiner bei p als bei e_
LEP
Large elektron positron collider
LEP energy
100GeV
Teilchenidentifikation (7)
Masse,Ladung, WW, Spin,magnMoment, Lebensdauer, Zerfallsmoden
Messgrößen Teilchenkollission
Position:Tracking
Impuls: Krümmung im b feld
Energie: Photonen, e_, hadronen sog.Kalorimeter (bsp Szintillatorplatten+Absorbermaterial)
Ziel: 4er Impuls
Nachweis d. Teilchens durch Energieübertrag auf Detektormaterial - Messung des
Energieverlustes,
Ladungstransportes,
Ladung,
&Tracking
Wie misst man am besten Myonen im Teilchenbeschleuniger? (Energie angeben)
Für E ~100GeV dringen sie tief in Detektor ein, haben als Hauptenergieverlust-Prozess die Ionisation der Detektormaterialatome => an großer Eindringtiefe erkennbar und daran dass sie durch sonstige Prozesse fast keine Energie verlieren
Bethe Bloch Formel Proportionalitäten?
dE/dx prop zu Z und ln(beta^2 gamma^2) und 1/v^2
(1/roh) dE/dx prop zu Z/A und wie oben
Von dichte abhängig aber eig nicht stark
Langsame teilchen haben höchste verluste (1/v^2) aber bei beschleunigerenergien nicht relevant
Tracking von Teilchen Trajektorien - Eigenschaft gelad. Teilchen, wie Impuls messen?
Geladene teilchen hinterlassen schweif an ionisierten atomen und freien elektronen bei Durchgang durch jedes Medium
Trend zu Silicon tracking detectors
Messe krümmung im b feld und einfallswinkel => impuls rekonstruieren
Wie funktioniert ein Silicon tracking Detektor?
Mehrere zylinder silizium (dotiert) => gelad. teilchen hinterlässt elektron-lochpaare
In organischen Szintillatoren..
... hinterlassen geladene Teilchen eine Spur von angeregten Molekülen (abregung UV) - durch Dotierung mit floureszierenden Farbmolekülen kann diese UV strahlung absorbiert und im blauen Bereich reemittiert werden => Photomultiplier - extreme Genauigkeit.
Cerenkov Strahlung
Geladene Teilchen in Dielektrikum mit Brechungsindex n hinterlassen polarisierte Moleküle die sich wieder abregen (zum unpolarisierten zustand) durch emission von Photonen. Ist v>c/n also der Lichtgeschw. in diesem medium so ensteht Cerenkov strahlung durch Konstruktive Interferenz - coherent wavefront at fixed angle to velocity
Neutrinomessung&cerenkov radiation
Große wassertanks (transparentes medium) => SNO mit deuterium, ve+n=>p+e_ => elektronen führen zu cerenkov strahlung diese messen
Cerenkov radiation second use?
For particle identification
Hauptprozess Elektronenenergieverlust im Detektor?
Bremsstrahlung, ab Energie 800MeV/Z - für Beschleuniger leicht erreicht (zuvor ionisation)
Warum nimmt myon viel selterner teil an bremsstrahlung als elektron?
Effekt invers prop zu masse
Photonstreuung im fk effekte nach energien
Photoeffekt bis <1MeV
Compton streuung 1MeV
paarproduktion >10MeV
Elektromagnetische Calorimeter (3 facts)
Hohes Z - material
Inorganic szintillator out of array of 75000 crystals
Short radiation length ~1cm
Auflösung EM calorimeter für 1GeV elektron/Photon
3-10%
