Keuzecollege Hoge EnergieFysica Katholieke Universiteit ... - EHEF

More documents

Recommendations

Info

Een ander al goedgekeurd project dat in 2005 van start moet gaan is de GLAST kosmische foton detector. Dit is een sateliet die gebruik maakt van detector technieken uit de Hoge Energiefysica om hoog energetische fotonen te registreren. Dit experiment is een mix van atrofysische en Hoge Energiefysica interessen. Nederland neemt niet aan dit experiment deel. Daarnaast zijn er nu al een aantal andere grote projecten in voorbereiding. Er zijn vier mogelijke kandidaten voor een nieuwe generatie electron-positron botsers: TESLA bij DESY, NLC bij SLAC, JLC bij KEK en CLIC bij CERN. Van deze vier zijn de TESLA plannen het verst gevorderd en er wordt op afgestevend om dit project medio 2002 goedgekeurd te krijgen, wat zou betekeken dat er misschien voor 2010 kan worden geëxperimenteerd. Een ander ambitieus project dat vorm begint te krijgen is een muon collider. In deze machine worden positief en negatief geladen muonen versneld en in een opslagring op elkaar gebotst. Door de muonen snel te versnellen wordt met de Lorentz tijddilatatie een levensduur in het laboratorium bereikt zodat de muonen honderden tot duizenden malen rondgaan in de opslagring voor ze vervallen. Door de grote massa van muonen kan de afmeting van de opslagring bescheiden worden gehouden (kleiner dan een kilometer diameter) bij enkele honderden GeV’s botsingsenergie. Aan de andere kant is het type interactie te vergelijken met die van electron-positron botsingen, en met name is er geen energieverlies omdat kleinere constituenten botsen die maar een deel van de impuls dragen zoals bij hadron-hadron botsingen. In een eerder stadium zal het idee van een muon collider waarschijnlijk eerst worden gebruikt om een muon opslagring te maken met het doel om uit het muonverval krachtige neutrino bundels te maken. Ook zijn er al weer plannen voor nog krachtiger hadron-hadron botsers, maar deze zijn nog meer speculatief. Technologisch kan de Experimentele Hoge Energiefysica nog vooruit voor vele decennia. In feite is de fysica die we zullen ontdekken veel speculatiever dan de technieken die we daarbij zullen gebruiken. 122 Collegedictaat Hoge Energiefysica
APPENDIX A Detectoren in de Experimentele Hoge Energiefysica In dit hoofdstuk wordt een overzicht gegeven van belangrijke detectietechnieken die worden gebruikt in de moderne Hoge Energiefysica. A.1 Interacties van deeltjes met materie Voor deeltjesdetectie zijn twee interacties relevant: electro-magnetische interacties en kernkracht interacties. Interacties tengevolge van de zwakke wisselwerking en tengevolge van gravitatie zijn in de praktijk totaal te verwaarlozen. A.1.1 Electro-magnetische interacties: dE/dx De electro-magnetische interactie zorgt in de eerste plaats voor energieverlies als een geladen deeltje door materie gaat door herhaalde electro-magnetische verstrooiing van het deeltje aan de electronen en kernen in het materiaal. In materiaal met veel protonen in de kern wordt de dominante bijdrage door electro-magnetische interacties met de kern gegeven. De formule voor het energieverlies van een deeltje in materie wordt gegeven door: dE –------ Kz 2Z dx Ā - ---- 1 1 β 2 2 -- 2m e c 2 β 2 γ 2 T max ln------------------------------------- – β 2 δ = – -- 2 I 2 . (A.1) In deze formule is K = 4πN A r e m e c 2 = 0.307075 MeV mol cm, een constante, Z en A zijn het atoomnummer en atoomgewicht, β is de snelheid van het deeltje in het materiaal in eenheden van lichtsnelheid, γ is de Lorentzcontractiefactor die bij deze snelheid hoort, 2m e c 2 β 2 γ 2 T max = ---------------------------------------------------------------- met de massa van het deeltje (als die groot is 1 + ( 2γm e ) ⁄ M + ( m e ⁄ M) 2 ≈ 2m e c 2 β 2 γ 2 M ten opzichte van de electronmassa m e dan geldt de laatste benadering), I ≈ 10 ± 1 eV is de gemiddelde excitatieenergie (waarbij de numerieke benadering goed is voor elementen zwaarder dan zuurstof), en δ is een (kleine) correctiefactor die afhangt van de dichtheid van het materiaal. In Figuur A.1 is het energieverlies van pionen in koper afgebeeld. Voor laagenergetische deeltjes is het energieverlies heel groot door de factor 1 ⁄ β 2 . Voor hoogenergetische deeltjes neemt het energieverlies langzaam toe tot een eindige constante waarde. Dit wordt het relativistisch plateau genoemd. Ertussen in heeft het energieverlies een minimum. Deeltjes met een snelheid ( β ) die dit minimum geeft worden minimum ioniserende deeltjes genoemd (afgekort in het Engels: MIP (Minimum Ionising Particle)). Collegedictaat Hoge Energiefysica 123
Page 1 and 2:
10 januari 2002 Keuzecollege Hoge E
Page 3 and 4:
INHOUD INHOUD .....................
Page 5 and 6:
HOOFDSTUK 8 Het huidige en toekomst
Page 7 and 8:
KUN 1 TUE 1 HOOFDSTUK 1 Inleiding I
Page 9 and 10:
met x = x , y , z de plaats in de d
Page 11 and 12:
en we zien ook meteen dat als we de
Page 13 and 14:
De vervalsbreedte en de levensduur
Page 15 and 16:
Uit de tekening in Figuur 1.1 is du
Page 17 and 18:
TUE 2 HOOFDSTUK 2 Elektronen, posit
Page 19 and 20:
2.3 Het foton In eerste instantie w
Page 21 and 22:
Door de Klein-Gordon vergelijking m
Page 23 and 24:
Deze formule geeft de overgangsampl
Page 25 and 26:
T fi = - i( 2π) 4 δ( p ( 1) + p (
Page 27 and 28:
dσ = ⎛ ⎞ 1 -------------------
Page 29 and 30:
¡ ¢ Electron Beam Pulsed Magnet 1
Page 31 and 32:
De waarschijnlijksdichtheid (2.62)
Page 33 and 34:
Als we de normering van de spinoren
Page 35 and 36:
Ingeval er gesloten lussen in de Fe
Page 37 and 38:
Tr( a/ b/ c/ d/ ) = 4[ ( a ⋅ b) (
Page 39 and 40:
( σ ⋅ ( p + eA) ) 2 = σ ⋅ ( p
Page 41 and 42:
2.10 Opgaven 2.1 Laat zien dat form
Page 43 and 44:
KUN 4 TUE 4 HOOFDSTUK 3 Leptonen: M
Page 45 and 46:
In analogie met “gewone” spin z
Page 47 and 48:
µ Z µ - gW 3 + g'B µ = ---------
Page 49 and 50:
foton en dus een onderdrukking van
Page 51 and 52:
Hierin is over ω 2 ω 2 levensduur
Page 53 and 54:
waar, bijvoorbeeld, de symmetriegro
Page 55 and 56:
3.9 Opgaven 3.1 In de LEP ring word
Page 57 and 58:
KUN 5 TUE 5 HOOFDSTUK 4 Van hadrone
Page 59 and 60:
) 2 . . - ) 1 ) 1/2 + . . + + .. .
Page 61 and 62:
Baryon qqq Q S p uud +1 0 n udd 0 0
Page 63 and 64:
KUN 6 TUE 6 4.4 Diep inelastische e
Page 65 and 66:
waaruit volgt dat: q µ proton W µ
Page 67 and 68:
10° in a laboratorium systeem uitg
Page 69 and 70:
F 1 ( x) xF 2 ( x) = = 4 -----u ( x
Page 71 and 72:
∂ νF µν = 0 (4.50) en geven oo
Page 73 and 74:
1 + x + x 2 + x 3 + … en inderdaa
Page 75 and 76:
d_c LF LI R K F o ‚ƒ ƒˆ‡ „
Page 77 and 78: waarvoor de kleurfactor wordt: c 1
Page 79 and 80: KUN 9 TUE 7 leinden goed beschrijft
Page 81 and 82: Het top quark is recentelijk ontdek
Page 83 and 84: 1 - λ 2 ⁄ 2 λ λ 3 A( ρ - iη)
Page 85 and 86: σ( e + e - → qq) 4.11 Geef een v
Page 87 and 88: KUN 10 HOOFDSTUK 5 Pariteit, lading
Page 89 and 90: 5.4 Tabulering van deeltjeseigensch
Page 91 and 92: Zowel K 0 als K 0 kunnen vervallen
Page 93 and 94: η + η 00 - = ε . (5.15) = ε De
Page 95 and 96: 5.7 Het CPT theorema Door Pauli, Zu
Page 97 and 98: 5.10 Opgaven 5.1 Wat is de pariteit
Page 99 and 100: KUN 11 TUE 8 HOOFDSTUK 6 Massa en h
Page 101 and 102: 6.2 Nog eens U(1)xSU(2) ijktheorie
Page 103 and 104: We zien nu dat het veld ρ een scal
Page 105 and 106: Bij LEP2 is de annihilatiepropagato
Page 107 and 108: verschillen per topologie, maar zij
Page 109 and 110: º ¸ had » » Å » » ¿ Ç N,
Page 111 and 112: KUN 13 HOOFDSTUK 7 Voorbij het Stan
Page 113 and 114: 7.3 Supersymmetrie Een van de theor
Page 115 and 116: sleptonen: Standaard Model deeltje
Page 117 and 118: Ì Ê lim M χ (GeV/c 2 ) ADLO prel
Page 119 and 120: 7.8 Opgaven 7.1 Laat zien dat het a
Page 121 and 122: KUN 14 TUE 9 HOOFDSTUK 8 Het huidig
Page 123 and 124: In de LHC versneller worden twee bu
Page 125 and 126: een schematische tekening en een fo
Page 127: 8.8 De Nijmeegse EHEF groep De Expe
Page 131 and 132: Q SR PO / 2 [ 2 ‡ ‘ ^ _ ` a b =
Page 133 and 134: A.2 Geladen spoor detectie Geladen
Page 135 and 136: geladen spoor naar de electromagnet
Page 137 and 138: APPENDIX B Transformatiegroepen: mi
Page 139 and 140: formatie van U(1), waarvan T 1 de g
Page 141 and 142: APPENDIX C Formuleblad voor gebruik
Page 143 and 144: , ν a , µ c, λ d, ρ viergluon v
Page 145 and 146: Spoortheorema’s: spin som operato
Page 147 and 148: APPENDIX D Uitwerkingen van opgaven
Page 149 and 150: Opgaven en beknopte uitwerkingen va
Page 152 and 153: De reeks is in machten van de koppe
Page 154 and 155: De muonen worden gemaakt door pion
Page 156 and 157: Het proton is veel zwaarder en verl
Page 158 and 159: Opgaven en beknopte uitwerkingen va
Page 160 and 161: Higgs. We kunnen ook de “recoil-m
Page 162 and 163: 156 Collegedictaat Hoge Energiefysi
Page 164 and 165: Antwoord: 6000 × 125 = 750000 Volg
Page 166 and 167: Opgave 2: Het kTeV experiment op Fe
Page 168 and 169: Antwoord: fractie 1 K L 0.5 K S 0 t
Page 170 and 171: Opgave 3: Het Standaard Model van d
Page 172 and 173: Een ander probleem met deze meting
Page 174 and 175: dat verschillend is voor de drie qu
Page 176 and 177: quark vervalt in drie deeltjes, waa
Page 178 and 179:
Vraag 3c: Schrijf in viervector not
Page 180 and 181:
dat de overgangsamplitude in het kw
Page 182 and 183:
Feynmanregels voor geladen scalar d
Page 184:
Vrije Universiteit Amsterdam - - -
show all

Keuzecollege Hoge EnergieFysica Katholieke Universiteit ... - EHEF

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?