B Quark-Physik am LHCb

In offiziellen LHCb-Papieren wird angegeben, dass der Detektor einen Pseudo-Rapidity-Bereich von abdeckt 2 < η < 5 , was eine Reihe von Winkeln bzgl. die Strahllinie von ∼ 1 ∘ − 15 ∘ (was meiner Meinung nach den Begriff "Vorwärtsspektrometer" erklärt). Sie sagen, dass dies absichtlich getan wird, um Partikel zu untersuchen, die enthalten B oder C Quarks; Nun, warum ist das so?

Wie hängt die B-Physik an Collidern mit großer Pseudo-Rapidity zusammen?

Antworten (2)

Das grundlegende Ziel von LHCb ist es, die CP-Verletzung zu untersuchen , die an Zerfällen von Hadronen mit einer Schönheitsquantenzahl beteiligt ist.

Du fragst:

Wie hängt die B-Physik an Collidern mit großer Pseudo-Rapidity zusammen?

Das Standardmodell sagt eine große Multiplizität für niedriges p_transverse voraus, und dies passt zu den Daten . Um die hohe Statistik schnell zu erhalten, wurde der Detektor so konstruiert, dass er in Vorwärtsrichtung effizient ist.

Der LHCb-Detektor ist für den Betrieb in Vorwärtsrichtung nahe der Strahlachse optimiert, wo ein höherer Fluss von b- und c-Hadronen erwartet wird. Die Hauptstärken des Experiments liegen in seiner Fähigkeit, Scheitelpunkte und Bahnen der Partikelproduktion präzise zu messen, geladene Partikel effizient zu identifizieren und schnelle und robuste Entscheidungen darüber zu treffen, welche Ereignisse beibehalten und welche verworfen werden sollen, während gleichzeitig hohe Raten und hohe Werte aufrechterhalten werden Strahlendosen in der feindlichen Umgebung von LHC-Kollisionen.

Die neuesten Nachrichten, 30. Januar:

Die LHCb-Kollaboration hat heute in Nature Physics den ersten Beweis für die Verletzung der CP-Symmetrie bei Baryonzerfällen mit einer statistischen Signifikanz von 3,3 Standardabweichungen (σ) veröffentlicht. CP-Verletzung wurde bei K- und B-Meson-Zerfällen beobachtet, aber noch nicht bei Baryonen-Zerfällen. Wenn die Messung mit einer statistischen Signifikanz von 5σ unter Verwendung einer größeren Datenstichprobe bestätigt wird, ist es das erste Mal, dass eine Asymmetrie in der Zerfallsrate von Baryon und einem Antibaryon beobachtet wird.

Es geht also nur um Statistiken und (abgesehen von den eigentlichen LHCb-Hardware- und Software-Triggern) gibt es nichts Besonderes B Und C Hadronen bei großen Pseudoschnellen?
Die einzige Besonderheit ist die 4d-Geometrie: Aufgrund ihrer viel kleineren Masse haben ihre Zerfallsprodukte kleine Öffnungswinkel, während ein Higgs, selbst wenn es in Vorwärtsrichtung erzeugt wird, wo die Wahrscheinlichkeit hoch ist, nicht in kleinen Vorwärtswinkeln enthalten sein kann. Um Higgses und supersymmetrische Teilchen zu sehen, braucht man Großwinkeldetektoren. Der LHCb nutzt den Vorwärtskegel als B-Meson-Fabrik.

Bei LHC-Energien, B B ¯ Paare können bei Kollisionen entstehen, bei denen ein kollidierender Parton deutlich mehr Impuls trägt als der andere. Dies ist statistisch wahrscheinlicher der Fall als kollidierende Partons mit ähnlichem Impuls. Hier sind einige Diagramme der Pseudorapiditäts- und Polarwinkelverteilungen von simulierten B B ¯ Paare bei S = 14   T e v .

Pseudorapiditätsverteilung von bb-Paaren am LHC Polarwinkelverteilung von bb-Paaren am LHC

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