【Μ 介子-捕獲測量背 QCD 預測】

明道

【Μ 介子-捕獲測量背 QCD 預測】

 

 

精確測量

在其中質子捕獲介子的速率得到精確測量第一次由 MuCap 協作在瑞士在保羅 · 雪萊研究所 （PSI）。

此過程，可以形成一個中子和中微子的 β 衰變在背面，結果思路。

小組也已決定影響的 μ 介子捕獲，發現要在理論上的預測，基於非常複雜的計算與優秀協定中率的一個無量綱的因素。

介子是電子的表親，重約 200 倍。Β 衰變表現出弱核力在其中一個中子獲取通過轉換為一個質子發射電子和中微子。

現在，電子替換更重的 μ 介子和向後運行進程： 一個質子捕獲 μ 介子和發射中微子同時變換成一個中子。

這一進程 — — 普通 μ 介子捕獲 （OMC） — — 被稱為是理解涉及質子的弱相互作用的關鍵因素。

將質子和弱力

手征微擾理論 （ChPT） — — 量子色動力學 (QCD) 適用于低粒子能量的近似值解釋是弱力與質子的互動。

在這種能量質子內弱相互作用被受強部隊的存在。

這種弱相互作用的強度是由某些耦合常數，必須通過實驗建立決定的。

"從根本上說，這些常量表示質子的基本屬性和描述的事實它不是點狀，但內部結構很複雜，說，Peter Kammel 從華盛頓大學，西雅圖，參與這項研究的物理學家之一。

這些無量綱參數的三個已經被先前測量，但是嘗試在測量第四次，稱為"贗耦合"，直到現在提供相互衝突的結果。

當然，繼續 Kammel，"可以相當精確地通過使用手征微擾理論，預測值為 8.26 ± 0.23 計算贗耦合常數"。

為了衡量其價值，物理學家們不得不首先確定的高精度的 μ 介子在捕獲發生的率。

捕獲與衰變

研究中使用的介子是由質子在能量 590 MeV 的碳排放指標納入生產的。

這些碰撞產生積極和消極 pi 介子 （或介子），其中迅速衰變成積極的和消極介子，分別。

介子的 5.5 MeV 的能量，然後發射 MuCap 時間投影室 (TPC)，其中包含在 10 酒吧超純水氫氣。

消極介子取代軌道氫原子核形成 proton–muon 綁定狀態，同時積極介子仍然是免費的電子。

一小部分的綁定介 — — 0.16%左右 — — 將抓的質子和消失，它們形成一個中子和中微子。

所有剩餘的介子，積極和消極的會衰變後約兩分之二次進電子和中微子。

朽爛倍計算精確的測量介子衰變退出，分庭從進入 TPC 和電子之間的時間。

這些衰變時間然後個相比的知名免費 μ 介子衰變率和兩者之間的差別決定了難以捉摸的 μ 介子-質子捕獲率。

共約 120 億涉及消極介子的衰變事件被檢測到，對應于 30 TB 的原始資料進行了分析。

盲目執行分析，防止任何意外偏從扭曲結果和繼 unblinding、 測量 μ 介子-捕獲率發現要 714.9 ± 5.4 (stat) ± 5.1 (系統) s– 1.

確認的預測

使用此圖，團隊可以計算的贗耦合常數，訂的 ChPT 8.06 ± 0.48 ± 0.28，與預測相一致的值。

雖然實驗方法來確定贗耦合常數在 1960 年代開始，直至有人 MuCap 實驗的目的達到了。

核子弱相互作用耦合常數在發揮重要作用瞭解的弱和強相互作用，繼續 Kammel。

現代的我們已經調查的過程描述基於想法提出的南部陽一郎，為此他贏得了 2008 年物理諾貝爾獎。

近似計算方法的提出 ChPT 很好同意的實驗結果，證實另一粒子物理學的標準模型的預測。

這項研究發表在物理評論快報.

關於作者

阿欽蒂亞奧是一位科學 communicator 和自由職業者的科學作家

 

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/jan/09/muon-capture-measurement-backs-qcd-prediction