Wie ist der Zusammenhang zwischen Anregung und Resonanz?

Aus Resonanz (Teilchenphysik) - Wikipedia :

In der Teilchenphysik ist eine Resonanz die Spitze, die sich um eine bestimmte Energie herum befindet, die in differentiellen Wirkungsquerschnitten von Streuexperimenten gefunden wird. Diese Peaks sind mit subatomaren Teilchen verbunden, zu denen eine Vielzahl von Bosonen, Quarks und Hadronen (wie Nukleonen, Delta-Baryonen oder Ypsilon-Mesonen) und deren Anregungen gehören. Im allgemeinen Sprachgebrauch beschreibt "Resonanz" nur Teilchen mit sehr kurzer Lebensdauer, meist hochenergetische Hadronen, die 10−23 Sekunden oder weniger existieren.

Aus Aufgeregter Zustand – Wikipedia :

In der Quantenmechanik ist ein angeregter Zustand eines Systems (z. B. eines Atoms, Moleküls oder Kerns) jeder Quantenzustand des Systems, der eine höhere Energie als der Grundzustand hat (dh mehr Energie als das absolute Minimum). Erregung ist eine Erhöhung des Energieniveaus über einen willkürlichen Energiegrundzustand. In der Physik gibt es eine spezifische technische Definition für das Energieniveau, das oft damit verbunden ist, dass ein Atom in einen angeregten Zustand versetzt wird. [Zitieren erforderlich] Die Temperatur einer Gruppe von Teilchen zeigt das Anregungsniveau an (mit der bemerkenswerten Ausnahme von Systemen die eine negative Temperatur aufweisen).

Ich denke, die beiden haben eine Beziehung, denn um die Anregung des Higgs-Bosons zu identifizieren , müssen die Sensoren in Resonanz geraten. Aber wie genau? Um Sidney Coleman zu zitieren: "Die Karriere eines jungen theoretischen Physikers besteht darin, den harmonischen Oszillator auf immer höheren Abstraktionsebenen zu behandeln." Kann die Erregung als höhere Abstraktionsebene angesehen werden?

Antworten (1)

Anregungen und Resonanzen sind in der Teilchenphysik die Zustände, die mit einem Potential beschrieben werden können.

stark

Der Link gibt ein Beispiel für eine Resonanz.

Wenn es einen Potentialtopf, Region2, gibt, wird er Energieniveaus innerhalb des Topfes haben, die Partikel enthalten können, zum Beispiel die Wasserstoffatomlösung. . Das Elektron des Wasserstoffatoms kann innerhalb des Potentials auf einen Energiezustand über dem Grundniveau angeregt werden. Bei genügend Energie, um die Energie Null zu erreichen, ist das Elektron frei und das Wasserstoffatom wird zu einem Ion (in diesem Fall zu einem Proton).

Ein Elektron in einem Strahl passiert ein Proton mit Energie E 0 Positiv kann aufgrund der Anziehung des Potentials eine Resonanz bilden, wie in der vereinfachten quadratischen Well-Lösung des ersten Links zu sehen ist.

Resonanz

Abbildung 13 Der Transmissionskoeffizient T für ein Energieteilchen E 0 Streuung aus einem endlichen quadratischen Brunnen der Tiefe v 0 , gegen geplant E 0 / v 0 . Um diesen Graphen zu zeichnen, haben wir angenommen, dass das Teilchen die Masse eines Elektrons hat und dass die Vertiefung eine Tiefe von 8,6 eV und eine Breite von 1,0 nm hat

In der Quantenmechanik beeinflusst das Potential die Wellenfunktion des Teilchens, dh die Wechselwirkungswahrscheinlichkeiten, ob das Teilchen im Potential gefangen ist oder mit positiver Energie darüber hinweggeht. Wenn es in einem Energieniveau über dem Grundzustand innerhalb des Potentials gefangen ist, handelt es sich um eine Anregung. Wenn es mit positiver Energie über das Potential läuft, kann es eine Resonanz geben, wie in der Abbildung.

In Teilchenstreuexperimenten sind die Energien positiv in Bezug auf die anziehenden Potentiale der Streuung, was man also dort misst, sind Resonanzen, und die Streuamplituden werden unter Verwendung feldtheoretischer Werkzeuge berechnet, um sie mit den experimentellen Messungen zu vergleichen.

Der Begriff Resonanz wird verwendet, weil die Mathematik akustischen Resonanzen und Resonanzen in Wellen im Allgemeinen ähnelt .

denn um die Anregung des Higgs-Bosons zu erkennen, müssen die Sensoren in Resonanz gebracht werden.

Nein, die Higgs-Bosonen wurden zum Beispiel durch Messen der beiden Gamma-Zerfälle identifiziert, dh durch Aufsummieren aller zwei Photonen in den LHC-Ereignissen, und durch Sehen der Erhebung im Querschnitt.

hgg

Di-Photon (γγ) invariante Massenverteilung für die CMS-Daten von 2011 und 2012 (schwarze Punkte mit Fehlerbalken). Die Daten werden nach dem Verhältnis von Signal zu Hintergrund für jede Unterkategorie von Ereignissen gewichtet. Die durchgezogene rote Linie zeigt das Anpassungsergebnis für Signal plus Hintergrund; die gestrichelte rote Linie zeigt nur den Hintergrund.

aber wie funktionieren die Detektoren? Ich denke, es sollte sich nicht von normalen Sensoren unterscheiden, die wir haben, oder?
Die Detektoren sind sehr viele elektronische Komponenten, siehe arxiv.org/pdf/1706.04965.pdf , und Computerprogramme bauen die Ereignisse nacheinander auf
@anna: schönes Detektorpapier! Nicht zu viel - nicht zu weniger.
Wie ist der Zusammenhang zwischen Anregung und Resonanz?
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