De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Hoge Energie Fysica Introductie in de experimentele hoge energie fysica Stan Bentvelsen NIKHEF Kruislaan 409 - 1098 SJ Amsterdam Kamer H250 – tel 020 592.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Hoge Energie Fysica Introductie in de experimentele hoge energie fysica Stan Bentvelsen NIKHEF Kruislaan 409 - 1098 SJ Amsterdam Kamer H250 – tel 020 592."— Transcript van de presentatie:

1 Hoge Energie Fysica Introductie in de experimentele hoge energie fysica Stan Bentvelsen NIKHEF Kruislaan SJ Amsterdam Kamer H250 – tel

2 Programma “Particles and nuclei” Povh, Rith, Scholz, Zetsche Hoorcolleges: hoofdstuk 6 t/m 12 Verstrooings-experimenten Inwendige structuur van protonen en neutronen Quarks en gluonen – sterke wisselwerking Experimenten in e+e- verstrooiing De zwakke interactie De Z 0 en W ± deeltjes Het ‘standaardmodel’ Werkcolleges Versnellers en detectoren – verleden en toekomst Opgaven

3 Hoofdstuk 6 Maandag 7 maart 2005: Elastische verstrooiing aan nucleonen

4 Rutherford verstrooiing Verstrooing van spinloze puntdeeltjes Historisch via α -deeltjes aan Au. Geen rekening houdend met ‘recoil’. Studie aan nucleonen dmv elastische verstrooing van electronen Waterstof, deuterium: protonen en neutronen De grootte is ongeveer 0.8 fm = 0.8· m Correspondeert met ~ 1/250 MeV Massa van nucleonen is ongeveer 940 MeV, zelfde orde van grootte als resolutie nodig om nucleonen te observeren

5 Recoil Mott werkzame doorsnede Het gevolg van de spin van elektronen is berekend, en geeft een extra factor cos 2 Θ /2 in de differentiele werkzame doorsnede volgens Rutherford ‘Recoil’: het effect van de ‘terugstoot’ van de nucleus heeft tot gevolg dat de inkomende en uitgaande elektron energie niet meer gelijk zijn. Via fase-ruimte dichtheid volgt: Ook overgang naar 4-vectoren nodig. De impulsoverdracht q wordt: Omdat q altijd negatief is, wordt gedefinieerd:

6 Magnetisch moment Magnetisch moment (klassiek): μ evenredig met stroom I en oppervlak A Voor een (klassiek) elektron in een Bohr baan wordt de stroom I gegeven door: In termen van draaimoment: Definitie van Bohr magnetron, waarvoor geldt L=h

7 Gyromagnetische verhouding Magnetisch moment elektron Heeft een spin s=1/2h, dus verwacht: Maar: elektron wordt door de Dirac vergelijking beschreven. Deze vergelijking is gebaseerd op relativistische mechanica en geeft uiteindelijk een factor ~2 verschil: de gyromagnetische verhouding Voor ‘laagste orde’ geldt precies g=2 en wordt berekend aan hand van diagram: Berekeningen van ‘stralingscorrecties’ geven een iets andere waarde (anomalous magnetic moment) Verificatie experiment zeer nauwkeurig (meest nauwkeurige overeenstemming met theorie)

8 Magnetisch moment Beschrijving magnetisch moment in verstrooiing Voorwaardse verstrooiing geen ‘spin-flip’ en magnetische interactie is dus klein Terugkaatsing geeft spin-flip van elektron en dus is magnetische interactie groot Werkzame doorsnede wordt evenredig met:

9 Magnetisch moment nucleonen Ncleonen hebben een magnetisch moment g≠2 (meting) Het zijn dus geen ‘puntdeeltjes’ die aan de Dirac vergelijking voldoen Zeer verschillende waarden voor magnetisch moment protonen en neutronen De elastische wisselwerking van elektronen met nucleonen wordt beschreven door elektrische en magnetische vorm-factoren:

10 Rosenbluth formule Interactie dmv G E en G M vormfactoren Werkzame doorsnede kwadratisch Expliciete berekening: Rosenbluth (nb: vgl met puntdeeltjes voor G E (Q 2 ) =G M (Q 2 )=1) Deze vormfactoren hangen van de impulsoverdracht Q 2 af: oftewel van de ‘resolutie’ van de interactie Voor limiet Q 2  0 kunnen nucleonen als puntdeeltjes worden beschouwd (‘slechte’ resolutie) en worden de vormfactoren dus:

11 Meting vormfactoren Experimentele meting elastische verstrooiing nucleonen Normeer naar punt-deeltjes Mott verstrooiing Als functie van tan 2 Θ /2; extractie G E (Q 2 ) en G M (Q 2 ) De vormfactoren blijken (genormeerd) hetzelfde voor protonen en neutronen

12 Grootte van het proton Experimentele bepaling G dipool (Q 2 ) We hadden eerder gezien dat: En dus is de ladingsverdeling exponentieel: Uitdrukking voor de gemiddelde straal 2 : Levert gemiddelde elektrische straal proton: Ladings-straal proton:


Download ppt "Hoge Energie Fysica Introductie in de experimentele hoge energie fysica Stan Bentvelsen NIKHEF Kruislaan 409 - 1098 SJ Amsterdam Kamer H250 – tel 020 592."

Verwante presentaties


Ads door Google