Жёсткие адронные реакции

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Жёсткие адронные реакции — адронные реакции, в которых основную роль играют именно кварки и глюоны и которые хорошо описываются теорией возмущений в КХД.

Все открытые до сих пор адроны укладываются в стандартную картину, в которой они являются бесцветными составными частицами, построенными из кварков и антикварков. Характерные энергии, связанные с этой внутренней кварковой структурой (то есть характерные энергии связи в потенциальных моделях) порядка <math>Q_0 = 1</math> ГэВ. Возникает естественная классификация процессов столкновений адронов:

  • если передача импульса существенно меньше <math>Q_0</math>, то динамика внутренних степеней свободы адронов несущественна, и можно переформулировать теорию в виде эффективной адронной теории.
  • если же передача импульса при рассеянии существенно больше этой величины, то речь идёт о жёсткой адронной реакции.

В этом случае речь идет о том, что с хорошей точностью адроны можно считать слабосвязанными, и рассеяние происходит между отдельными составляющими быстро движущихся адронов — партонами. Такое поведение называется асимптотической свободой и связано оно прежде всего с убыванием константы сильного взаимодействия при увеличении передачи импульса (именно за открытие этого явления была присуждена Нобелевская премия по физике за 2004 год).





Партонная картина

Благодаря свойству асимптотической свободы высокоэнергетический адрон можно считать системой слабо взаимодействующих (а в нулевом приближении, вообще не взаимодействующих) объектов, получивших название партоны. Жёсткая реакция столкновения адронов A и B в этом случае рассматривается как жёсткое столкновение двух партонов (i и j, соответственно). Сечение такой реакции можно записать как

<math>\sigma(A+B) = \int\limits_0^1 dx_1 dx_2\, f_i^A(x_1) f_j^B(x_2)\cdot \sigma(i+j)\,.</math>

Здесь <math>f_i^A(x_1)</math> обозначает плотность партонов типа i в адроне A, несущих долю импульса <math>x_1</math> этого адрона. Сущность приближения коллинеарной факторизации заключается в том, что партонные плотности в этом выражении не зависят от того, какую именно реакцию мы рассматриваем, а при вычислении сечения столкновения двух партонов <math>\sigma(i+j)</math> оба партона считаются реальными (а не виртуальными). Такое приближение хорошо работает именно в области жёстких столкновений.

Партонная структура высокоэнергетических адронов сложнее кварковой структуры тех же адронов, но находящихся в покое. При бусте, переводящим покоящийся адрон в быстро движущийся, не только изменяется распределение исходных («валентных») кварков по импульсам, но и генерируются глюоны, а также кварк-антикварковые пары (так называемые «морские кварки»).

Все эти партоны обладают своей долей суммарного импульса адрона, а также дают вклад в общий спин адрона. Уже при энергиях адронов в несколько ГэВ, глюоны переносят уже примерно половину всего импульса протона; с дальнейшим ростом энергии эта доля только возрастает.

Уравнение эволюции партонных плотностей

Динамически связанная система (а точнее, её фоковский вектор состояния) не является инвариантной относительно преобразований Лоренца, поэтому переходя в другую систему отсчёта, мы наблюдаем изменение состава адрона. Можно условно сказать, что глюонный компонент появляются при высоких энергиях из той силы, что удерживала кварки в покоящемся адроне. Из этого становится понятно, что вычислить партонные плотности из первых принципов пока не представляется возможным, поскольку в КХД до сих пор не решена общая проблема связанных состояний. Однако в рамках теории возмущений в КХД можно выписать уравнение эволюции партонных плотностей при увеличении жёсткого параметра (как правило, квадрата переданного импульса). Это уравнение носит название уравнения Докшицера-Грибова-Липатова-Альтарелли-Паризи (уравнение ДГЛАП).

Напишите отзыв о статье "Жёсткие адронные реакции"

Литература

  • [lib.jinr.ru/arch98/sw19.html Арместо Н. и др. А-зависимости сечений жестких процессов в КХД. //ЯФ. — 1998.- т.61, N.1. — с.134-141. — Библиогр.:30.]
  • И.М. Дремин, А.Б. Кайдалов. [ufn.ru/ru/articles/2006/3/b/ Квантовая хромодинамика и феноменология сильных взаимодействий]. Успехи физических наук (Март 2006 года). doi:[dx.doi.org/10.3367/UFNr.0176.200603b.0275 10.3367/UFNr.0176.200603b.0275]. — УФН 176 275–287 (2006). Проверено 21 июня 2014. [web.archive.org/web/20130927043126/ufn.ru/ufn06/ufn06_3/Russian/r063b.pdf Архивировано из первоисточника 29 сентября 2013].
  • Всесоюзный институт научной и технической информации, Институт научной информации (Академия наук СССР). [books.google.ru/books?id=5ZnqmBcfyM8C Реферативный журнал, Выпуск 6,Часть 1]. — М., 1986. — С. 3, 91, 103.
  • [books.google.ru/books?id=hdsdAQAAMAAJ Журнал ядерной физики, Том 65,Выпуски 5-8]. — М., 2002. — 974, 975, 981 с.
  • И. М. Дремин, А. В. Леонидов [ufn.ru/ru/articles/2010/11/d/ Кварк-глюонная среда] // УФН. — 2010. — Т. 180. — С. 1167—1196.
  • С. М. Трошин, А. В. Тюрин [www.ebiblioteka.lt/resursai/Uzsienio%20leidiniai/Uspechi_Fiz_Nauk/1994/10/r9410c.pdf Спиновые эффекты в жестких процессах с поляризированными протонами] // УФН. — Октябрь 1994 года. — Т. 164. — С. 1073—1088.

Ссылки

  • Игорь Иванов. [elementy.ru/blogs/users/spark/7240/ Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый]. elementy.ru. Проверено 22 декабря 2012. [www.webcitation.org/6Dw2d2JaT Архивировано из первоисточника 25 января 2013].
  • [home.thep.lu.se/~torbjorn/pythia81html/ASecondHardProcess.html A Second Hard Process]. home.thep.lu.se. Проверено 22 декабря 2012. [www.webcitation.org/6Dw2ep6jG Архивировано из первоисточника 25 января 2013].
  • Muhammad Nsar. [prr.hec.gov.pk/Thesis/2488.pdf Жёсткие процессы в частицах и атомном ядре]. prr.hec.gov.pk. Проверено 22 декабря 2012. [www.webcitation.org/6Dw2fNS2T Архивировано из первоисточника 25 января 2013].
  • H. Satz, X. -N. Wang. [www.osti.gov/energycitations/purl.cover.jsp?purl=/917401-RYu6FU/917401.PDF Жёсткие процессы in hadron-nucleus and nucleus-nucleusinteractions]. osti.gov. Проверено 22 декабря 2012. [www.webcitation.org/6Dw2g868l Архивировано из первоисточника 25 января 2013].
  • [femto.com.ua/articles/part_1/1166.html Жёсткие процессы]. www.femto.com.ua. Проверено 22 декабря 2012. [www.webcitation.org/6Dw2ghq1H Архивировано из первоисточника 25 января 2013].
  • Салеев В.А. [www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/1000.html Кварк-глюонная плазма - новое состояние вещества]. Самарский государственный университет и pereplet.ru. Проверено 22 декабря 2012. [www.webcitation.org/6Dw2hVEQS Архивировано из первоисточника 25 января 2013].
  • scientific.ru. [www.scientific.ru/spark/hep-ex-hard.html Эксперимент: жёсткие реакции адронов]. scientific.ru. Проверено 22 декабря 2012. [www.webcitation.org/6Dw2ivN7W Архивировано из первоисточника 25 января 2013].
  • scientific.ru. [www.scientific.ru/spark/hep-ph-hard.html Теория: жёсткие реакции адронов]. scientific.ru. Проверено 22 декабря 2012. [www.webcitation.org/6Dw2jYVqp Архивировано из первоисточника 25 января 2013].


Отрывок, характеризующий Жёсткие адронные реакции

– Ну да, ну да.
Полковой командир отыскал в рядах Долохова и придержал лошадь.
– До первого дела – эполеты, – сказал он ему.
Долохов оглянулся, ничего не сказал и не изменил выражения своего насмешливо улыбающегося рта.
– Ну, вот и хорошо, – продолжал полковой командир. – Людям по чарке водки от меня, – прибавил он, чтобы солдаты слышали. – Благодарю всех! Слава Богу! – И он, обогнав роту, подъехал к другой.
– Что ж, он, право, хороший человек; с ним служить можно, – сказал Тимохин субалтерн офицеру, шедшему подле него.
– Одно слово, червонный!… (полкового командира прозвали червонным королем) – смеясь, сказал субалтерн офицер.
Счастливое расположение духа начальства после смотра перешло и к солдатам. Рота шла весело. Со всех сторон переговаривались солдатские голоса.
– Как же сказывали, Кутузов кривой, об одном глазу?
– А то нет! Вовсе кривой.
– Не… брат, глазастее тебя. Сапоги и подвертки – всё оглядел…
– Как он, братец ты мой, глянет на ноги мне… ну! думаю…
– А другой то австрияк, с ним был, словно мелом вымазан. Как мука, белый. Я чай, как амуницию чистят!
– Что, Федешоу!… сказывал он, что ли, когда стражения начнутся, ты ближе стоял? Говорили всё, в Брунове сам Бунапарте стоит.
– Бунапарте стоит! ишь врет, дура! Чего не знает! Теперь пруссак бунтует. Австрияк его, значит, усмиряет. Как он замирится, тогда и с Бунапартом война откроется. А то, говорит, в Брунове Бунапарте стоит! То то и видно, что дурак. Ты слушай больше.
– Вишь черти квартирьеры! Пятая рота, гляди, уже в деревню заворачивает, они кашу сварят, а мы еще до места не дойдем.
– Дай сухарика то, чорт.
– А табаку то вчера дал? То то, брат. Ну, на, Бог с тобой.
– Хоть бы привал сделали, а то еще верст пять пропрем не емши.
– То то любо было, как немцы нам коляски подавали. Едешь, знай: важно!
– А здесь, братец, народ вовсе оголтелый пошел. Там всё как будто поляк был, всё русской короны; а нынче, брат, сплошной немец пошел.
– Песенники вперед! – послышался крик капитана.
И перед роту с разных рядов выбежало человек двадцать. Барабанщик запевало обернулся лицом к песенникам, и, махнув рукой, затянул протяжную солдатскую песню, начинавшуюся: «Не заря ли, солнышко занималося…» и кончавшуюся словами: «То то, братцы, будет слава нам с Каменскиим отцом…» Песня эта была сложена в Турции и пелась теперь в Австрии, только с тем изменением, что на место «Каменскиим отцом» вставляли слова: «Кутузовым отцом».
Оторвав по солдатски эти последние слова и махнув руками, как будто он бросал что то на землю, барабанщик, сухой и красивый солдат лет сорока, строго оглянул солдат песенников и зажмурился. Потом, убедившись, что все глаза устремлены на него, он как будто осторожно приподнял обеими руками какую то невидимую, драгоценную вещь над головой, подержал ее так несколько секунд и вдруг отчаянно бросил ее:
Ах, вы, сени мои, сени!
«Сени новые мои…», подхватили двадцать голосов, и ложечник, несмотря на тяжесть амуниции, резво выскочил вперед и пошел задом перед ротой, пошевеливая плечами и угрожая кому то ложками. Солдаты, в такт песни размахивая руками, шли просторным шагом, невольно попадая в ногу. Сзади роты послышались звуки колес, похрускиванье рессор и топот лошадей.
Кутузов со свитой возвращался в город. Главнокомандующий дал знак, чтобы люди продолжали итти вольно, и на его лице и на всех лицах его свиты выразилось удовольствие при звуках песни, при виде пляшущего солдата и весело и бойко идущих солдат роты. Во втором ряду, с правого фланга, с которого коляска обгоняла роты, невольно бросался в глаза голубоглазый солдат, Долохов, который особенно бойко и грациозно шел в такт песни и глядел на лица проезжающих с таким выражением, как будто он жалел всех, кто не шел в это время с ротой. Гусарский корнет из свиты Кутузова, передразнивавший полкового командира, отстал от коляски и подъехал к Долохову.
Гусарский корнет Жерков одно время в Петербурге принадлежал к тому буйному обществу, которым руководил Долохов. За границей Жерков встретил Долохова солдатом, но не счел нужным узнать его. Теперь, после разговора Кутузова с разжалованным, он с радостью старого друга обратился к нему:
– Друг сердечный, ты как? – сказал он при звуках песни, ровняя шаг своей лошади с шагом роты.
– Я как? – отвечал холодно Долохов, – как видишь.
Бойкая песня придавала особенное значение тону развязной веселости, с которой говорил Жерков, и умышленной холодности ответов Долохова.
– Ну, как ладишь с начальством? – спросил Жерков.
– Ничего, хорошие люди. Ты как в штаб затесался?
– Прикомандирован, дежурю.
Они помолчали.
«Выпускала сокола да из правого рукава», говорила песня, невольно возбуждая бодрое, веселое чувство. Разговор их, вероятно, был бы другой, ежели бы они говорили не при звуках песни.
– Что правда, австрийцев побили? – спросил Долохов.
– А чорт их знает, говорят.
– Я рад, – отвечал Долохов коротко и ясно, как того требовала песня.
– Что ж, приходи к нам когда вечерком, фараон заложишь, – сказал Жерков.
– Или у вас денег много завелось?
– Приходи.
– Нельзя. Зарок дал. Не пью и не играю, пока не произведут.
– Да что ж, до первого дела…
– Там видно будет.
Опять они помолчали.
– Ты заходи, коли что нужно, все в штабе помогут… – сказал Жерков.
Долохов усмехнулся.
– Ты лучше не беспокойся. Мне что нужно, я просить не стану, сам возьму.
– Да что ж, я так…
– Ну, и я так.
– Прощай.
– Будь здоров…
… и высоко, и далеко,
На родиму сторону…
Жерков тронул шпорами лошадь, которая раза три, горячась, перебила ногами, не зная, с какой начать, справилась и поскакала, обгоняя роту и догоняя коляску, тоже в такт песни.


Возвратившись со смотра, Кутузов, сопутствуемый австрийским генералом, прошел в свой кабинет и, кликнув адъютанта, приказал подать себе некоторые бумаги, относившиеся до состояния приходивших войск, и письма, полученные от эрцгерцога Фердинанда, начальствовавшего передовою армией. Князь Андрей Болконский с требуемыми бумагами вошел в кабинет главнокомандующего. Перед разложенным на столе планом сидели Кутузов и австрийский член гофкригсрата.
– А… – сказал Кутузов, оглядываясь на Болконского, как будто этим словом приглашая адъютанта подождать, и продолжал по французски начатый разговор.
– Я только говорю одно, генерал, – говорил Кутузов с приятным изяществом выражений и интонации, заставлявшим вслушиваться в каждое неторопливо сказанное слово. Видно было, что Кутузов и сам с удовольствием слушал себя. – Я только одно говорю, генерал, что ежели бы дело зависело от моего личного желания, то воля его величества императора Франца давно была бы исполнена. Я давно уже присоединился бы к эрцгерцогу. И верьте моей чести, что для меня лично передать высшее начальство армией более меня сведущему и искусному генералу, какими так обильна Австрия, и сложить с себя всю эту тяжкую ответственность для меня лично было бы отрадой. Но обстоятельства бывают сильнее нас, генерал.