Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Hadronize )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Адронизация (или адронизация ) - это процесс образования адронов из кварков и глюонов . Существует две основные ветви адронизации: преобразование кварк-глюонной плазмы (КГП) [1] и распад цветовой струны на адроны. [2] Превращение кварк-глюонной плазмы в адроны изучается с помощью численного моделирования решеточной КХД , которое исследуется в релятивистских экспериментах с тяжелыми ионами . [3] Адронизация кварк-глюонной плазмы произошла вскоре после Большого взрыва, когда кварк-глюонная плазмаохлаждается до температуры Хагедорна (около 150  МэВ ), когда свободные кварки и глюоны не могут существовать. [4] При разрыве струны новые адроны образуются из кварков, антикварков и иногда глюонов, спонтанно созданных из вакуума . [5]

Статистическая адронизация [ править ]

Очень успешное описание адронизации QGP основано на статистическом взвешивании фазового пространства [6] в соответствии с моделью Ферми-Померанчука образования частиц. [7] Этот подход был разработан, начиная с 1950 года, первоначально как качественное описание образования сильно взаимодействующих частиц. Первоначально это не предназначалось для точного описания, а для оценки верхнего предела выхода частиц в фазовом пространстве. В последующие годы были обнаружены многочисленные адронные резонансы. Рольф Хагедорнпостулировал статистическую модель бутстрапа (SBM), позволяющую описывать адронные взаимодействия в терминах статистических резонансных весов и резонансного спектра масс. Это превратило качественную модель Ферми-Померанчука в точную статистическую модель адронизации для образования частиц. [8] Однако это свойство адронных взаимодействий представляет проблему для статистической модели адронизации, поскольку выход частиц чувствителен к неидентифицированным состояниям резонанса адронов большой массы. Статистическая модель адронизации была впервые применена к релятивистским столкновениям тяжелых ионов в 1991 году, что привело к признанию первой странной антибарионной сигнатуры кварк-глюонной плазмы, обнаруженной в ЦЕРНе . [9] [10]

Феноменологические исследования струнной модели и фрагментации [ править ]

КХД (квантовая хромодинамика) процесса адронизации еще полностью не изучена, но моделируются и параметризуются в ряде феноменологических исследований, включая модель струны Лунда и в различных схемах приближения дальнодействующей КХД . [5] [11] [12]

Плотный конус частиц, созданный адронизацией отдельного кварка , называется струей . В детекторах частиц наблюдаются струи, а не кварки, о существовании которых необходимо сделать вывод. Модели и аппроксимационные схемы и их предсказанная адронизация или фрагментация струй интенсивно сравнивались с измерениями в ряде экспериментов по физике частиц высоких энергий, например, TASSO , [13] OPAL [14] и H1 . [15]

Адронизацию можно исследовать с помощью моделирования Монте-Карло . После того , как душа частиц окончилась, партонами с виртуальностей (как далеко от оболочки на виртуальные частицы находятся) на порядок отсечения шкалы остаются. С этого момента партон находится в режиме с малым переданным импульсом на больших расстояниях, в котором непертурбативные эффекты становятся важными. Наиболее доминирующим из этих эффектов является адронизация, которая превращает партоны в наблюдаемые адроны. Точная теория адронизации не известна, но есть две успешные модели параметризации.

Эти модели используются в генераторах событий, которые имитируют события физики элементарных частиц. Масштаб, в котором партоны отводятся на адронизацию, фиксируется ливневой компонентой Монте-Карло генератора событий. Модели адронизации обычно начинаются с некоторого предопределенного собственного масштаба. Это может вызвать серьезные проблемы, если не правильно настроить душ Monte Carlo. Обычный выбор душа Monte Carlo - PYTHIA и HERWIG. Каждая из них соответствует одной из двух моделей параметризации.

Топ-кварк не адронизирует [ править ]

Однако топ-кварк распадается под действием слабого взаимодействия со средним временем жизни 5 × 10 −25 секунд. В отличие от всех других слабых взаимодействий, которые обычно намного медленнее, чем сильные взаимодействия, слабый распад топ-кварка уникально короче временного масштаба, в котором действует сильная сила КХД, поэтому топ-кварк распадается до того, как он может адронизироваться. [16] Таким образом, верхний кварк - почти свободная частица. [17] [18] [19]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Rafelski, Иоганн (2015). «Плавящиеся адроны, кипящие кварки» . Европейский физический журнал . 51 (9): 114. DOI : 10,1140 / epja / i2015-15114-0 . ISSN  1434-6001 .
  2. ↑ Андерссон, Бо, 1937- (1998). Модель Лунда . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-42094-6. OCLC  37755081 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  3. ^ Мюллер, Берндт (2016), Рафельски, Иоганн (ред.), «Новая фаза материи: кварк-глюонная плазма за пределами критической температуры Хагедорна» , плавление адронов, кипение кварков - от температуры Хагедорна до ультрарелятивистских тяжелых ионов Столкновения в CERN , Cham: Springer International Publishing, стр. 107–116, DOI : 10.1007 / 978-3-319-17545-4_14 , ISBN 978-3-319-17544-7, дата обращения 26.06.2020
  4. ^ Летесье, Жан; Рафельский, Иоганн (2002). Адроны и кварк-глюонная плазма (1-е изд.). Издательство Кембриджского университета. DOI : 10,1017 / cbo9780511534997 . ISBN 978-0-521-38536-7.
  5. ^ а б Ю; Докшицер, Л .; Хозе, Вирджиния; Мюллер, AH; Троян, С.И. (1991). Основы пертурбативной КХД . Издания Frontieres.
  6. ^ Рафельский, Иоганн; Летесье, Жан (2003). «Проверка пределов статистической адронизации» . Ядерная физика . 715 : 98c – 107c. arXiv : nucl-th / 0209084 . DOI : 10.1016 / S0375-9474 (02) 01418-5 .
  7. ^ Хагедорн, Рольф (1995), Летесье, Жан; Gutbrod, Hans H .; Rafelski, Иоганн (ред.), "Долгий Путь к Bootstrap статистической модели" , Hot адронной материи , Boston, MA: Springer US, 346 , стр 13-46,. Дои : 10.1007 / 978-1-4615-1945- 4_2 , ISBN 978-1-4613-5798-8, дата обращения 25.06.2020
  8. ^ Torrieri, G .; Steinke, S .; Broniowski, W .; Florkowski, W .; Letessier, J .; Рафельский, Дж. (2005). «ПОДЕЛИТЬСЯ: Статистическая адронизация с резонансами» . Компьютерная физика . 167 (3): 229–251. arXiv : nucl-th / 0404083 . DOI : 10.1016 / j.cpc.2005.01.004 .
  9. ^ Рафельски, Иоганн (1991). «Странные антибарионы из кварк-глюонной плазмы» . Физика Письма Б . 262 (2–3): 333–340. DOI : 10.1016 / 0370-2693 (91) 91576-H .
  10. ^ Abatzis, S .; Барнс, РП; Benayoun, M .; Beusch, W .; Бладворт, Эй-Джей; Бравар, А .; Капонеро, М .; Карни, JN; Dufey, JP; Evans, D .; Фини, Р. (1990). «Λ и производство при взаимодействии серы и вольфрама при 200 ГэВ / c на нуклон» . Физика Письма Б . 244 (1): 130–134. DOI : 10.1016 / 0370-2693 (90) 90282-B .
  11. ^ Бассетто, А .; Ciafaloni, M .; Marchesini, G .; Мюллер, AH (1982). «Кратность струй и мягкая факторизация глюонов». Ядерная физика Б . 207 (2): 189–204. Bibcode : 1982NuPhB.207..189B . DOI : 10.1016 / 0550-3213 (82) 90161-4 . ISSN 0550-3213 . 
  12. Перейти ↑ Mueller, AH (1981). «О множественности адронов в струях КХД». Физика Письма Б . 104 (2): 161–164. Bibcode : 1981PhLB..104..161M . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (81) 90581-5 . ISSN 0370-2693 . 
  13. ^ Брауншвейг, W .; Gerhards, R .; Киршфинк, Ф.Дж.; Martyn, H.-U .; Фишер, HM; Hartmann, H .; и другие. (Сотрудничество ТАССО) (1990). «Свойства глобальной струи при энергии центра масс 14-44 ГэВ в e +  e - аннигиляции». Zeitschrift für Physik С . 47 (2): 187–198. DOI : 10.1007 / bf01552339 . ISSN 0170-9739 . 
  14. ^ Akrawy, MZ; Александр, Г .; Allison, J .; Олпорт, ПП; Андерсон, KJ; Armitage, JC; и другие. (Сотрудничество OPAL) (1990). «Исследование когерентности мягких глюонов в адронных струях» . Физика Письма Б . 247 (4): 617–628. Bibcode : 1990PhLB..247..617A . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (90) 91911-т . ISSN 0370-2693 . 
  15. ^ Помощь, S .; Андреев, В .; Андрие, Б .; Appuhn, R.-D .; Arpagaus, M .; Бабаев, А .; и другие. (Сотрудничество H1) (1995). «Исследование фрагментации кварков в e -  p-столкновениях в HERA». Ядерная физика Б . 445 (1): 3–21. arXiv : hep-ex / 9505003 . Bibcode : 1995NuPhB.445 .... 3A . DOI : 10.1016 / 0550-3213 (95) 91599-h . ISSN 0550-3213 . 
  16. ^ Абазов, ВМ; Abbott, B .; Abolins, M .; Ачарья, BS; Адамс, М .; Adams, T .; и другие. (2008). «Свидетельства образования одиночных топ-кварков». Physical Review D . 78 : 012005. arXiv : 0803.0739 . DOI : 10.1103 / PhysRevD.78.012005 .
  17. ^ Зайдель, Катя; Саймон, Фрэнк; Тесарж, Михал; Посс, Стефан (август 2013). «Измерения массы топ-кварка на пороге и выше в CLIC». Европейский физический журнал C . 73 (8): 2530. arXiv : 1303.3758 . Bibcode : 2013EPJC ... 73.2530S . DOI : 10.1140 / epjc / s10052-013-2530-7 . ISSN 1434-6044 . 
  18. ^ Алиоли, S .; Fernandez, P .; Fuster, J .; Irles, A .; Moch, S .; Uwer, P .; Вос, М. (май 2013 г.). «Новая наблюдаемая для измерения массы топ-кварка на адронных коллайдерах». Европейский физический журнал C . 73 (5): 2438. arXiv : 1303.6415 . Bibcode : 2013EPJC ... 73.2438A . DOI : 10.1140 / epjc / s10052-013-2438-2 . ISSN 1434-6044 . 
  19. ^ Гао, Цзюнь; Ли, Чонг Шэн; Чжу, Хуа Син (24 января 2013 г.). «Распад топ-кварка в порядке следующего за ведущим в КХД». Письма с физическим обзором . 110 (4): 042001. arXiv : 1210.2808 . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.110.042001 . ISSN 0031-9007 . PMID 25166153 .  
  • Греко, В .; Ко, СМ; Леваи, П. (2003). «Слияние партонов и аномалия антипротон / пион на RHIC». Письма с физическим обзором . 90 (20): 202302. arXiv : nucl-th / 0301093 . Bibcode : 2003PhRvL..90t2302G . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.90.202302 . PMID  12785885 .
  • Фри, RJ; Müller, B .; Nonaka, C .; Басс, SA (2003). «Адронизация в столкновениях тяжелых ионов: рекомбинация и фрагментация адронизации партонов в столкновениях тяжелых ионов». Письма с физическим обзором . 90 (20): 202303. arXiv : nucl-th / 0301087 . Bibcode : 2003PhRvL..90t2303F . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.90.202303 . PMID  12785886 .