Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
26
1.Wstęp
Wierzchołekwtórny
rozpaduB0
Wierzchołekwtórny
rozpaduB0
Wierzchołek
pierwotny
~3mm
Rys010200Ilustracjazasadytagowaniakwarkówbwzdarzeniue+e−→Z→bb
̅
1040Pomiarywakceleratorachcząstek
Zwyjątkiempomiarówwłaściwościneutrin,większośćostatnichprzełomówwfizyce
cząstekelementarnychdokonanopodczaseksperymentówzwysokoenergetycznymi
akceleratoramicząstek.Akceleratorycząstekmożnapodzielićnadwatypy:urządze-
niazwiązkązderzającą,wktórychdwiewiązkiprzyspieszonychcząsteksądoprowa-
dzanedozderzenia,orazurządzeniazestałymcelem,wktórychpojedynczawiązka
jestwystrzeliwanawnieruchomycel.Dowytworzeniamasywnychcząstek,takichjak
bozonyW±,ZiH,potrzebnesąwysokieenergie.Dokładniej,energiadostępnawukła-
dzieśrodkamasymusibyćwiększaniżsumamaswytwarzanychcząstek.Energia
środkamasy√5jestokreślanajakopierwiastekkwadratowyzniezmiennejwielkości
Lorentzasutworzonejzcałkowitejenergiiipędudwóchcząstekwstaniepoczątko-
wym,cowjednostkachnaturalnychic=1wynosi
5=
⎛
⎜
⎜
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
Σ
i=1
2
Ei
⎞
⎟
⎟
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
2
–
⎛
⎜
⎜
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
Σ
i=1
2
pi
⎞
⎟
⎟
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
2
.
Weksperymenciezustalonymcelemzachowaniepęduoznacza,żecząstkiwsta-
niekońcowymsązawszewytwarzanezeznacznąenergiąkinetyczną,aznaczna
częśćenergiipoczątkowejjestefektywniemarnowana.Naprzykład,jeśliproton
zE=7TeVzderzasięzprotonemznajdującymsięwspoczynku,
5=(E+mp)
2–p2=2m2
p+2mpE≈2mpE,
toenergiawśrodkumasywynosizaledwie115GeV
.Urządzeniazwiązkązderzającą
majątęzaletę,żemogąosiągnąćznaczniewyższeenergieśrodkamasy,ponieważ
zderzenienastępujewśrodkumasy.NaprzykładwprzypadkuWielkiegoZderza-
czaHadronówzderzeniedwóchwiązekprotonów7TeVdaenergięwśrodkumasy
wynoszącą14TeV
.Ztegopowoduprawiewszystkieeksperymentyfizykicząstek
wysokoenergetycznychwykorzystujądużezderzaczecząstek.
Tylkonaładowanestabilnecząstkimogąbyćprzyspieszanedowysokichenergii,
dlategomożliwerodzajeakceleratorówograniczająsiędozderzaczye+e-,hadro-
