Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

TEILCHENPHYSIK FÜR FORTGESCHRITTENE Vorlesung am 25. April 2006 Robert Klanner Universität Hamburg, IExpPh Sommersemester 2006.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "TEILCHENPHYSIK FÜR FORTGESCHRITTENE Vorlesung am 25. April 2006 Robert Klanner Universität Hamburg, IExpPh Sommersemester 2006."—  Präsentation transkript:

1 TEILCHENPHYSIK FÜR FORTGESCHRITTENE Vorlesung am 25. April 2006 Robert Klanner Universität Hamburg, IExpPh Sommersemester 2006

2 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II ÜBERBLICK 1.Die quantenmechanische Beschreibung von Elektronen 2.Feynman-Regeln und –Diagramme 2.1 Axiomatische Einführung der Regeln der QED 2.2 Ableitung der Regeln (1) 2.3 Das Matrix-Element der e – -Streuung 2.4 Ableitung der Regeln (2) 2.5 Fermis Goldene Regel und Wirkungsquerschnitte 2.6 Kinematik der 2 2-Streuung (Mandelstam-Variablen) 2.7 Wirkungsquerschnitt der 2 2-Streuung a+b c+d 2.8 Berechnung des Matrix-Elements 2.9 Crossing und wichtige QED-Prozesse 2.10 PETRA und das JADE-Experiment 2.11 Helizität und Chiralität (2.12 d-Funktionen)

3 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II MATRIXELEMENT e - e + + e - e + + Matrixelement: für m ~ M ~ 0: s= 2p 1 p 2, t= -2p 1 p 3, u= -2p 1 p 4 Rechnung analog zu 2.7: mit q=(p1+p2) q 2 = s

4 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE e + e - - Energieabhängigkeit von totalen Wirkungsquerschnittes (JADE Experiment): 1. Bestätigung der QED 2. Modifikation der -Propagators: (? neue WW mit Energieskala ) > 250 GeV mit d =c / QED (Coulombgesetz) ist gültig bis zu Abständen fm 3. Für s>~30 GeV wird Einfluß Z 0 merkbar Änderungen tot Interferenz in d /d Ω ( ) Z 0 e+e+ e - + -

5 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II JADE-DETEKTOR bei PETRA JADE-Experiment am Speicherring DORIS (DESY)

6 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II JADE-DETEKTOR bei PETRA JADE-Experiment am Speicherring DORIS (DESY)

7 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE e + e - - JADE-Experiment am Speicherring DORIS (DESY) B.Naroska, Physics with the JADE Detector at PETRA, Phys. Rep. 148 (1987) 68

8 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE e + e - - JADE-Experiment am Speicherring DORIS (DESY)

9 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II CROSSING + WEITERE QED-REAKTIONEN Vergleich der Reaktionen e - - e - - mit e - e + (Vernachlässigung der Massen) Crossing Symmetrie Matrix Element braucht nur einmal berechnet werden, da: auslaufendes Teilchen einlaufendem Anti-Teilchen (Feynman-Stückelberg)

10 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II WEITERE QED-REAKTIONEN: MÖLLER STR. Möller Streuung: e - e - e - e - Besonderheit: Identische Fermionen Streu- amplitude antisymmetrisch bei Vertauschung e.g. e - (p 3 ) = e 1 oder e 2 Ergebnis der Rechnung: - direkter Term e e - Austauschterm - Interferenzterm wie verlangt ist d invariant unter t u Möller Streuung wird häufig zur Messung der Polarisation von Elektronen (magnetisierte Fe- Folie) verwendet

11 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II QED-REAKTIONEN:BHABA/COMPTON STR. Bhaba Streuung: e - e + e - e + Besonderheit: Streu- und Annihilationsgraph (antisymmetrisch gegen Vertauschung der beiden auslaufenden Elektronen) Wieder 3 Terme: - Term, wie bei e e - Annilihationsterm - Interferenzterm Bhaba Streuung wird zur Luminositätsmessung mit Promille-Genauigkeit (bei LEP) bei e + e - - Speicherringen verwendet – dazu werden die Korrekturen von Diagrammen höherer Ordnung und Detektoren mit absoluter Genauigkeit im ~ 10 m Bereich benötigt - Compton-Streuung/Bremsstrahlung: (Messung der Elektronpolarisation bei HERA, pol. -Strahlen durch Elektron-Laser-Streuung, Bremsstrahlung – em Kalorimeter) - Gleiche Diagramme: Annihilation und Paarerzeugung, (em Kalorimeter, PET Positronemissionstomographie, 2.7 K Hintergrundstrahlung absorbiert Photonen mit E >10 6 GeV ( ~ 10 4 Lichtjahre ~Ø Galaxie)

12 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II QED-REAKTIONEN: CROSSING Einige QED Reaktionen in führender Ordnung t

13 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II HELIZITÄT UND CHIRALITÄT Dirac Spinor: Paritätsoperator: Fermion im Ruhestem: Parität Fermion + Anti-Fermion im Ruhestem: Parität Anti-Fermion - (Fermion)x (Anti-Fermion) = -1] Helizität: Wahl Impuls entlang der z-Achse Chiralität: Wiederholung: Chiralitäts- operatoren: belieb. Spinor: für E>>m rechtshändig positive Helizität linkshändig negative Helizität

14 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II HELIZITÄT UND CHIRALITÄT Ausrichtungsgrad der Chiralität: (u 1 …Zustand mit = /2 - ? Anteil u L, u R ?) falsche Chiralität mit P = 1- Anmerkung: em-WW erhält die Chiralität i.e. Beweis: ebenso erhält die starke WW die Chiralität, nicht aber die schwache WW, dessen Strom hat die Form Paritätsverletzung

15 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II

16 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II KINEMATIK DER 2 2-STREUUNG Zu den Mandelstam-Variablen:

17 RK/TSS SS06: Teilchenphysik II KINEMATIK DER 2 2-STREUUNG Zu den Mandelstam-Variablen:


Herunterladen ppt "TEILCHENPHYSIK FÜR FORTGESCHRITTENE Vorlesung am 25. April 2006 Robert Klanner Universität Hamburg, IExpPh Sommersemester 2006."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen