Jump to content

R-адрон

R-адроны — это гипотетические частицы, состоящие из суперсимметричной частицы и как минимум одного кварка .

Лишь немногие из современных теорий суперсимметрии предсказывают существование R-адронов, поскольку в большей части пространства параметров все суперсимметричные частицы настолько разделены по массе, что их распады происходят очень быстро (за исключением LSP , которая стабильна в все теории SUSY с R-четностью ).

R-адроны возможны, когда цветная (в смысле КХД ) суперсимметричная частица (например, глюино или скварк ) имеет среднее время жизни, превышающее типичный масштаб времени адронизации , и поэтому связанные состояния КХД образуются с обычными партонами ( кварки и глюоны ), по аналогии с обычными адронами .

Одним из примеров теории, предсказывающей наблюдаемые R-адроны, является Split SUSY .Его главная особенность, по сути, состоит в том, что все новые бозоны имеют очень высокие массы, и только новые фермионы находятся в ТэВном масштабе, т.е. доступны в экспериментах ATLAS и CMS в Столкновения на БАКе .Одним из таких новых фермионов будет глюино ( спин 1/2, что соответствует суперсимметричному партнеру бозона со спином 1, глюону ).Глюино, будучи окрашенным, может распадаться только на другие цветные частицы. Но R-четность предотвращает прямой распад на кварки и/или глюоны, а с другой стороны, единственными другими цветными суперсимметричными частицами являются скварки , которые, будучи бозонами (спин 0, будучи партнерами кварков со спином 1/2), имеют гораздо более высокая масса в Split SUSY.

Все это в совокупности означает, что распад глюино может происходить только через виртуальную частицу — скварк большой массы. Среднее время распада зависит от массы промежуточной виртуальной частицы и в этом случае может быть очень большим.Это дает уникальную возможность наблюдать SUSY-частицу напрямую, в детекторе частиц , вместо того, чтобы выводить ее путем восстановления ее цепочки распада или по дисбалансу импульса (как в случае с LSP ).

В других теориях, принадлежащих к семейству SUSY, ту же роль может играть легчайший скварк (обычно стоп , т. е. партнёр топ-кварка ).

Далее, для иллюстрации, предполагается, что R-адрон произошел от глюино, созданного в столкновение на БАКе , но наблюдательные особенности совершенно общие.

Методы наблюдения

[ редактировать ]
  • Если время жизни R-адрона порядка пикосекунды , он распадается до того, как достигнет первых чувствительных слоев детектора слежения , но его можно распознать с помощью метода вторичных вершин , который особенно эффективен в ATLAS и CMS благодаря их точным вершинным детекторам. (в обоих экспериментах используются пиксельные детекторы ). В данном случае сигнатурой является заряженная частица (от распада R-адрона), траектория которой несовместима с гипотезой выхода из вершины взаимодействия .
  • Если время жизни таково, что R-адрон может хотя бы частично пройти через детектор, доступно больше сигнатур:
    • Потери энергии : если в результате адронизации глюино образовался заряженный R-адрон, он потеряет энергию за счет ионизации при прохождении материала детектора. Удельные потери энергии ( dE/dx ) следуют формуле Бете-Блоха и зависят от массы и заряда (а также импульса) частицы, что делает разительное различие между R-адроном и фоном обычных частиц, образующихся обычно в столкновения.
    • Время полета : поскольку ожидается, что масса глюино будет порядка ТэВ , то же самое справедливо и для R-адронов. Такая большая масса делает их нерелятивистскими даже при таких высоких энергиях. В то время как обычные частицы на БАК имеют скорости, очень хорошо приближающиеся к скорости света , скорость R-адрона может быть значительно меньше. Время, необходимое для достижения внешних субдетекторов очень большого детектора, такого как ATLAS или CMS, может быть значительно больше, чем для других частиц, произведенных в том же самом детекторе. столкновение.
    • Обмен заряда : хотя предыдущие два метода могут быть применены к любой другой стабильной или квазистабильной тяжелой заряженной частице, это характерно для R-адронов, поскольку, будучи составной частицей , R-адрон может изменять суб -структура за счет ядерных взаимодействий с проходимым материалом. Например, R-адрон может обмениваться кварками с ядрами детектора, и любой обмен верхнего кварка на нижний кварк или наоборот приведет к изменению заряда на 1.

Поскольку некоторые из субдетекторов типичного высокоэнергетического эксперимента чувствительны только к заряженным частицам, одним из возможных признаков является исчезновение частицы (переход от заряда +1 или -1 к 0) или наоборот ее появление, сохраняя при этом ту же траекторию (поскольку большую часть импульса несет самый тяжелый компонент, т.е. суперсимметричная частица внутри R-адрона). Другая подпись с очень небольшим фоном может возникнуть в результате полной инверсии заряда (+1 в -1 или наоборот). Почти все следящие детекторы на коллайдерах высоких энергий используют магнитное поле и затем способны идентифицировать заряд частицы по ее кривизне; изменение кривизны вдоль траектории было бы однозначно признано флиппером , т.е. частицей, заряд которой перевернулся.

  • Взаимодействия R-адронов в ATLAS
  • Аркани-Хамед, Н.; Димопулос, С.; Джудиче, Г.Ф.; Романино, А. (2005). «Аспекты расщепленной суперсимметрии». Ядерная физика Б . 709 (1–2): 3–46. arXiv : hep-ph/0409232 . Бибкод : 2005НуФБ.709....3А . doi : 10.1016/j.nuclphysb.2004.12.026 . S2CID   16632949 .

Эта статья включает в себя материал из статьи Citizendium « R-hadron », которая распространяется под лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License , но не под лицензией GFDL .

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f8ef6a4d4b8b478643138d5ebcc3f8e7__1686776880
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f8/e7/f8ef6a4d4b8b478643138d5ebcc3f8e7.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
R-hadron - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)