Процесс Дрелла – Яна
Процесс Дрелла-Яна происходит при рассеянии адронов на адронах высоких энергий. Это происходит, когда кварк одного адрона и антикварк другого адрона аннигилируют, создавая виртуальный фотон или Z-бозон , который затем распадается на пару противоположно заряженных лептонов . Важно отметить, что энергия сталкивающейся пары кварк-антикварк может почти полностью превратиться в массу новых частиц. Впервые этот процесс был предложен Сиднеем Дреллом и Тунг-Моу Яном в 1970 г. [1] для описания образования лептон - антилептонпары в столкновениях адронов высоких энергий. Экспериментально этот процесс впервые наблюдали JH Christenson et al. [2] в столкновениях протонов с ураном на синхротроне с переменным градиентом .
Процесс Дрелла – Яна изучается как в экспериментах с фиксированной мишенью, так и в экспериментах на коллайдерах. Он предоставляет ценную информацию о функциях распределения партонов (PDF), которые описывают способ распределения импульса входящего высокоэнергетического нуклона среди составляющих его партонов. Эти ФПВ являются основными компонентами для расчета практически всех процессов на адронных коллайдерах. Хотя PDF в принципе должны быть выводимы, нынешнее игнорирование некоторых аспектов сильного взаимодействия препятствует этому. Вместо этого формы PDF выводятся из экспериментальных данных.
PDF определяются с использованием мировых данных по глубоконеупругому рассеянию , процессу Дрелла-Яна и т. д. Процесс Дрелла-Яна тесно связан с глубоконеупругим рассеянием; диаграмма Фейнмана процесса Дрелла – Яна получается, если диаграмму Фейнмана глубоконеупругого рассеяния повернуть на 90°. Подобный времени виртуальный фотон или Z-бозон производится в s -канале в процессе Дрелла – Яна, в то время как пространственно-подобный виртуальный фотон или Z-бозон производится в t -канале в глубоконеупругом рассеянии.
Наивно полагали, что море кварков в протоне образовано процессами квантовой хромодинамики (КХД), которые не различают верхние и нижние кварки. Однако результаты глубоконеупругого рассеяния мюонов высоких энергий на протонных и дейтронных мишенях с помощью CERN-NMC [3] [4] показали, что в протоне больше d , чем u . Сумма Готфрида, измеренная NMC, составила 0,235±0,026, что значительно меньше ожидаемого значения 1/3. Это означает, что d ( x ) -u ( x ), проинтегрированное по Бьёркену xот 0 до 1,0 составляет 0,147±0,039, что указывает на асимметрию аромата в протонном море. Недавние измерения с использованием рассеяния Дрелла-Яна исследовали ароматическую асимметрию протона. [5] [6] [7] В ведущем порядке по константе связи сильного взаимодействия α s отношение поперечного сечения Дрелла–Яна от протонного пучка на дейтериевой мишени к протонному пучку на протонной мишени определяется выражением
где и – анти-нижнее и анти-верхнее распределения кварков в протонном море , – бьёркеновская скейлинговая переменная (импульсная доля кварка-мишени в партонной модели ). [5]
Производство Z-бозонов в процессе Дрелла-Яна дает возможность изучить связи Z-бозона с кварками . Основной наблюдаемой является асимметрия вперед-назад в угловом распределении двух лептонов в их системе центра масс .
