Процесс Дрелла-Яна в высокоэнергетическом адронном рассеянии
Drell–Yan process
Процесс Дрелла-Яна: рождение пар лептонов в столкновениях адронов высоких энергий. Аннигиляция кварка и антикварка, виртуальные бозоны и экспериментальное подтверждение.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Процесс в высокоэнергетическом адронно-адронном рассеянии
Process in high energy hadron–hadron scattering
Процесс Дрелл-Яна происходит в высокоэнергетическом адронно-адронном рассеянии. Он возникает, когда кварк одного адрона и антикварк другого адрона аннигилируют, создавая виртуальный фотон или Z-бозон, который затем распадается на пару лептонов с противоположными зарядами. Важно отметить, что энергия сталкивающейся кварк-антикварковой пары может быть почти полностью преобразована в массу новых частиц. Этот процесс был впервые предложен Сидни Дреллом и Тун Моу Яном в 1970 году для описания рождения пар лептонов и антилептонов в высокоэнергетических адронных столкновениях. Экспериментально этот процесс впервые был обнаружен Дж. Х. Кристенсоном и др. в столкновениях протонов и урана в синхротроне с переменным градиентом.
The Drell–Yan process occurs in high energy hadron–hadron scattering. It takes place when a quark of one hadron and an antiquark of another hadron annihilate, creating a virtual photon or Z boson which then decays into a pair of oppositely charged leptons. Importantly, the energy of the colliding quark antiquark pair can be almost entirely transformed into the mass of new particles. This process was first suggested by Sidney Drell and Tung Mow Yan in 1970 to describe the production of lepton–antilepton pairs in high energy hadron collisions. Experimentally, this process was first observed by J. H. Christenson et al. in proton–uranium collisions at the Alternating Gradient Synchrotron.
Обзор
Процесс Дрелл-Яна изучается как в экспериментах с неподвижной мишенью, так и в экспериментах на коллайдерах. Он предоставляет ценную информацию о функциях распределения партонов (PDF), которые описывают, как импульс входящего высокоэнергетического нуклона распределяется между его составляющими партонами. Эти PDF являются основными компонентами для расчета практически всех процессов на адронных коллайдерах. Хотя в принципе PDF должны быть выводимы теоретически, текущее незнание некоторых аспектов сильного взаимодействия этому препятствует. Вместо этого формы PDF определяются на основе экспериментальных данных.
The Drell–Yan process is studied both in fixed target and collider experiments. It provides valuable information about the parton distribution functions (PDFs) which describe the way the momentum of an incoming high energy nucleon is partitioned among its constituent partons. These PDFs are basic ingredients for calculating essentially all processes at hadron colliders. Although PDFs should be derivable in principle, current ignorance of some aspects of the strong force prevents this. Instead, the forms of the PDFs are deduced from experimental data.
Процесс бурения и глубокое неэластичное рассеивание
PDF определяются на основе мировых данных, полученных в результате глубокого неупругого рассеяния, процесса Дрелл-Яна и других экспериментов. Процесс Дрелл-Яна тесно связан с глубоким неупругим рассеянием: диаграмма Феймана процесса Дрелл-Яна может быть получена путем поворота диаграммы Феймана глубокого неупругого рассеяния на 90°. В процессе Дрелл-Яна в s-канале рождается виртуальный фотон или Z-бозон с тимеподобным импульсом, а в глубоком неупругом рассеянии в t-канале – виртуальный фотон или Z-бозон с пространственноподобным импульсом.
PDFs are determined using the world data from deep inelastic scattering, Drell–Yan process, etc. The Drell–Yan process is closely related to the deep inelastic scattering; the Feynman diagram of the Drell–Yan process is obtained if the Feynman diagram of deep inelastic scattering is rotated by 90°. A time like virtual photon or Z boson is produced in s channel in the Drell–Yan process while a space like virtual photon or Z boson is produced in t channel in the deep inelastic scattering.