Lorentz-Boost eines Photons?

Question

Lorentz-Boost eines Photons?

der Phönix

Ich bin etwas verwirrt über eine Bemerkung, die mir von einem meiner Professoren gegeben wurde. Ich danke Ihnen für jede Hilfe, auch wenn meine Frage unklar sein mag.

Wenn es um einen Decay-Kanal geht $\rm e^+e^- \to \eta_c \gamma \pi^+ \pi^-$ , wurde mir gesagt, dass ich sicherstellen muss, dass das Photon ( $\gamma$ ) Ich habe dazu beigetragen, dass der Decay-Kanal MONOCHROMATISCH ist. Ich kann das tun, indem ich das Photon in das Partikelsystem der Mutter treibe. Ich verstehe nicht, warum das Photon monochromatisch sein sollte? warum es ausreichen könnte, es zu verstärken?

Bitte lassen Sie mich wissen, wenn ich Ihnen weitere Details mitteilen soll.

mikuszefski

Entschuldigung, aber inwieweit kann ein einzelnes Photon nicht monochromatisch sein? Macht das Sinn? Ein Photon, eine Farbe, nicht wahr?

dukwon

e^{+} e^{-} \to η_{c} γ π^{+} π^{-}

$e^{+}e^{-} \to \eta_c \gamma \pi^{+} \pi^{-}$ ist kein Abklingkanal. Ist das der Prozess, den Sie wirklich meinen?

der Phönix

@dukwon du hast recht. Ich habe es einen Zerfallskanal genannt, nur weil es ein bestimmtes Teilchen gibt (das ich nicht weiß). Es zerfällt in den von mir erwähnten Endzustand.

dukwon

Stammt das Photon vom Zerfall des Teilchens oder wird es assoziativ erzeugt? z.B

e^{+} e^{-} \to X γ \to η_{c} π^{+} π^{-} γ

$e^{+}e^{-} \to X\gamma \to \eta_c\pi^{+}\pi^{-}\gamma$ ? Dann

X

$X$ könnte so etwas sein

η_{c} (2 s)

$\eta_c(2s)$ und das Photon wäre monochromatisch.

der Phönix

@dukwon der Zwischenzustand ist

H C \to η_{C} γ

$hc \to \eta_c \gamma$ . Ich denke, das bedeutet, die monochromatischen Photonen auszuwählen. Ich sollte das Photon auf den hc-Ruherahmen anheben und die Photonen mit einer Energie gleich der Energie von etac halten?

dukwon

Ah, gut, ich hatte irgendwann auf einen 2-Körper-Zerfall gehofft. Du kannst den ... benutzen

h_{c}

$h_c$ Ruherahmen: die Impulse der

η_{c}

$\eta_c$ und das

γ

$\gamma$ gleich sein (in entgegengesetzte Richtungen), aber die Energie nicht, weil sie unterschiedliche Massen haben. Wenn Sie das Photon monochromatisch halten, erhalten Sie im Allgemeinen einen Rahmen mit einer festen Geschwindigkeit relativ zum

h_{c}

$h_c$ .

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Lorentz-Boost eines Photons?

Entschuldigung, aber inwieweit kann ein einzelnes Photon nicht monochromatisch sein? Macht das Sinn? Ein Photon, eine Farbe, nicht wahr?
$e^{+}e^{-} \to \eta_c \gamma \pi^{+} \pi^{-}$ ist kein Abklingkanal. Ist das der Prozess, den Sie wirklich meinen?
@dukwon du hast recht. Ich habe es einen Zerfallskanal genannt, nur weil es ein bestimmtes Teilchen gibt (das ich nicht weiß). Es zerfällt in den von mir erwähnten Endzustand.
Stammt das Photon vom Zerfall des Teilchens oder wird es assoziativ erzeugt? z.B $e^{+}e^{-} \to X\gamma \to \eta_c\pi^{+}\pi^{-}\gamma$ ? Dann $X$ könnte so etwas sein $\eta_c(2s)$ und das Photon wäre monochromatisch.
@dukwon der Zwischenzustand ist $H C \to η_{C} γ$ $hc \to \eta_c \gamma$ . Ich denke, das bedeutet, die monochromatischen Photonen auszuwählen. Ich sollte das Photon auf den hc-Ruherahmen anheben und die Photonen mit einer Energie gleich der Energie von etac halten?
Ah, gut, ich hatte irgendwann auf einen 2-Körper-Zerfall gehofft. Du kannst den ... benutzen $h_c$ Ruherahmen: die Impulse der $\eta_c$ und das $\gamma$ gleich sein (in entgegengesetzte Richtungen), aber die Energie nicht, weil sie unterschiedliche Massen haben. Wenn Sie das Photon monochromatisch halten, erhalten Sie im Allgemeinen einen Rahmen mit einer festen Geschwindigkeit relativ zum $h_c$ .

rauben · Answer 1

Das bekannteste Beispiel für ein solches Problem ist die elektromagnetische Vernichtung von Parapositronium in Photonen:

e^{+} e^{-} \to γ γ

$\rm e^+e^- \to \gamma\gamma$ Bei diesem Zerfall existiert immer ein Bezugssystem, in dem der Gesamtimpuls des Elektron-Positron-Paares Null ist. In diesem Bezugsrahmen müssen die Photonen den gleichen und entgegengesetzten Impuls tragen, und so sind Vernichtungsphotonen mit einer Energie von 511 keV "monochromatisch".

Vergleichen Sie dies mit Ortho-Positronium , das auf drei Photonen zerfallen muss, um den Drehimpuls zu erhalten. In diesem Fall bedeutet der zusätzliche Freiheitsgrad eines Winkels zwischen den Photonen, dass es viele Sätze von Photonenenergien gibt, die Energie und Impuls erhalten können. Im Allgemeinen sind Zwei-Körper-Zerfälle monochromatisch, während Viel-Körper-Zerfälle Energien haben, die einen gewissen Phasenraum ausfüllen.

Sie sehen die gleiche Unterteilung zwischen Alpha-Zerfällen, die Zwei-Körper-Endzustände haben und Alpha-Teilchen mit definierter Energie erzeugen; Beta-Zerfälle mit Dreikörper-Endzuständen und einem Energiespektrum für alle Teilchen; und Elektroneneinfang zerfällt, mit einem wieder Zwei-Körper-Endzustand und einer bestimmten Neutrinoenergie.

Ich bin mit dem Prozess, den Sie in Ihrer Frage diskutieren, nicht vertraut, aber wenn das Photon monochromatisch ist, deutet dies darauf hin, dass es von einem Zwischenzustand emittiert wird, bei dem es sich um einen Zwei-Körper-Zerfall handelt. Wenn dies der Fall wäre, würde Ihre Behandlung des Zwischenzustands den Impuls in seinem Ruherahmen erhalten - aber das wäre wahrscheinlich nicht der Ruherahmen des anfänglichen Elektron-Positron-Paares.

@rob vielen Dank für deine Antwort, es hat geholfen. Ich habe das vorher nicht erwähnt, der Zwischenzustand ist $H_{C} \to η_{C} γ$ $h_c \to \eta_c \gamma$ . Nur um sicherzustellen, dass ich es gut verstanden habe, wenn ich die monochromatischen Photonen auswählen muss (Photonen, die aus dem 2-Körper-Zerfall stammen). Ich sollte zuerst alle Photonen auf den hc-Ruherahmen anheben und dann die Photonen mit einer Energie gleich der eta_c-Energie halten?
@mikuszefski Sie werden feststellen, dass ich "postironium" geschrieben habe; Ich bin ein Typ mit wenig Energie. Natürlich haben Sie Recht, dass bei einer In-Beam-Vernichtung die Photonen auch die kinetische Energie tragen müssen.
@thephoenix Ich würde den anderen Weg gehen: Produziere die $h_c$ mit welcher Dynamik es auch immer bekommt, berechnen Sie die $h_c\to\eta_c\gamma$ Zerfall im Ruhesystem der $h_c$ ; Steigen Sie dann zurück in den Laborrahmen, um die Energie und den Impuls des Photons aus der Perspektive Ihres Detektors zu finden.
Einverstanden ... nur erwähnt, weil - mit $\eta$ usw. beteiligt - der OP ist wahrscheinlich der energiegeladene Typ. Beifall.

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