Introduktion til den specielle relativitetsteori - Niels Bohr Institutet
Introduktion til den specielle relativitetsteori - Niels Bohr Institutet
Introduktion til den specielle relativitetsteori - Niels Bohr Institutet
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
6.7 Tyngdepunktssystemet og <strong>den</strong> invariante masse<br />
som det elektriske felt udfører p˚a en elektron, n˚ar <strong>den</strong>ne gennemløber et spændingsfald<br />
p˚a 1 Volt. Elektronvolt er da en meget lille enhed, idet feltets arbejde jo er<br />
s˚aledes at<br />
W = (−1.6022×10 −19 C)(−1 V) = 1.6022×10 −19 J,<br />
1eV = 1.6022×10 −19 J. (6.26)<br />
I praktiske anvendelser benytter man ofte enhederne keV, MeV, GeV og TeV, som er<br />
henholdsvis 10 3 eV, 10 6 eV, 10 9 eV og 10 12 eV.<br />
Som et eksempel udregner vi elektronens hvileenergi i elektronvolt, og finder<br />
E0 = mec 2 = (9.11×10 −31 kg)(3.0×10 8 m/s) 2<br />
1 eV<br />
1.6022×10 −19 = 0.511 MeV.<br />
J<br />
En partikels masse angives nu ved <strong>den</strong> <strong>til</strong>svarende hvileenergi m˚alt i elektronvolt, s˚aledes<br />
at f.eks. elektronmassen er<br />
me = 0.511 MeV/c 2 .<br />
Tilsvarende har ogs˚a størrelsen pc enhe<strong>den</strong> energi. Impuls udtrykkes derfor i enheder af<br />
eV/c.<br />
I moderne acceleratorer kan elementarpartikler <strong>til</strong>deles energier, der ligger mange størrelsesordner<br />
over deres hvileenergier. Ved LHC-acceleratoren, ved CERN i Geneve, accelereres<br />
protoner med massen 938 MeV/c 2 op <strong>til</strong> energier p˚a E ≃ 7 TeV. Ifølge (6.19)<br />
er da E ≃ pc, og protonernes impuls er s˚aledes 7 TeV/c.<br />
6.7.2 Eksempel: Observation af Higgs-bosonen ved LHC<br />
I partikelfysikkens s˚akaldte standardmodel, spiller Higgs-mekanismen en afgørende rolle,<br />
idet det er via <strong>den</strong>ne elementarpartiklerne f˚ar masse. Verifikation af Higgs-mekanismen<br />
har s˚aledes været efterstræbt si<strong>den</strong> 1970’erne. Higgs-mekanismen forudsiger eksistensen<br />
af <strong>den</strong> s˚akaldte Higgs-boson (eller Higgs-partikel), hvorfor en opdagelse af <strong>den</strong>ne tolkes<br />
som et afgørende bevis p˚a standardmodellens rigtighed. Netop eftersøgningen af Higgsbosonen<br />
har si<strong>den</strong> starten været et af hovedargumenterne bag LHC-programmet ved<br />
CERNiGeneve.ILHC-acceleratorenstødesprotonermodprotonervedmegethøjeenergier,<br />
hvorved nye partikler kan dannes. I juli 2012 offentliggjorde LHC-eksperimenterne<br />
resultater, som viser at et ny partikel, konsistent med en Higgs-boson, var fundet. Et<br />
af de vigtigste signaler var fra henfaldet af Higgs-bosonen <strong>til</strong> et foton-par, H → γγ.<br />
Data fra ATLAS-eksperimentet er vist i Fig. 6.5, hvor en top ses ved en masse omkring<br />
126GeV/c 2 . Vi vil her undersøge, hvordan <strong>den</strong>ne masse er rekonstrueret.<br />
I eksperimentet observeres som sagt to fotoner. Apparaturet fastlægger de to fotoners<br />
energier, E1 og E2, og deres bevægelsesretninger repræsenteret ved enhedsvektorene, n1<br />
og n2. Idet fotonerne er masseløse tager deres 4-impulser da i medfør af (6.21) formen<br />
P1 = E1/c(1,n1), og P2 = E2/c(1,n2).<br />
103
Change language