Такой процесс превращения кварков в адроны называется адронизацией

Так как при лобовом столкновении е⁺ и е^- суммарный импульс равен 0, то вновь рождённая -пара также будет иметь нулевой импульс. Следовательно, первоначальные -кварки будут разлетаться в диаметрально противоположных направлениях с одинаковыми скоростями. Обрастая «извлечёнными из вакуума» кварками, первичная кварк-антикварк пара превращается в набор бесцветных адронов. Из закона сохранения импульса следует ожидать, что импульсы образовавшихся адронов должны быть направлены вдоль импульсов первоначально возникших кварк-антикварка. Таким образом, результатом лобового столкновения высокоэнергичных е⁺ и е^- может быть образование двух компактных групп адронов, летящих в противоположных направлениях – так называемых адронных струй (см. рис.11.4).

В экспериментах 1975 г. на установках SLAC (США), а затем PETRA (ФРГ) было убедительно показано, что такие струи адронов действительно наблюдаются.

Поскольку адроны имеют целочисленные заряды, то суммарный заряд адронных струй также целочисленный. Однако, если повторять один и тот же опыт по рождению струй много раз и определять средний по событиям заряд струи, то он оказывается дробным и величина его именно такая какая должна быть у кварков, образующих адронные струи.

Наиболее удобным для таких исследований является глубоко неупругое столкновение нейтрино (антинейтрино) с нуклоном и . В таких процессах переносчик слабого взаимодействия заряженный W ⁺ (или W ^-) бозон может поглотиться лишь кварком d (или u) нуклона, превратившись в кварк u (или d), который вылетая из нуклона даёт начало струе адронов.

Рис. 11.4. Схематическое представление процесса адронизации: а) процесс рождения кварк-антикварк при аннигиляции лептонной пары; б) схематическое изображение адронных струй при разлёте пары кварк-антикварк.

11.2.

Конечный кварк, получив в глубоко неупругом столкновении основную часть энергии, приобретает большую скорость и вылетает из нуклона в переднюю полусферу в системе центра масс. Этот кварк называют лидирующим. Оставшиеся два кварка (кварки-наблюдатели) – имеют малую скорость и летят в заднюю полусферу (см. рис. 11.5).

Струя в передней полусфере несёт информацию об аромате лидирующего кварка. Если поставить эксперимент так, чтобы одновременно с измерением заряда струи в передней полусфере определять заряд мюона (или тип нейтрино), то таким образом можно привязать измеряемый заряд к типу наблюдаемого взаимодействия (i или ii выражение 11.2).

Рис. 11.5. Схематическое изображение эксперимента по определению дробного заряда кварка.

Процесс столкновения мюонного нейтрино с нуклоном сводится к процессу:

Дата добавления: 2014-01-14