Inledning |
Avdelningen
för elementarpartikelfysik i Lund har en grupp som är
involverad i forskningen vid H1 experimentet
på DESY - Deutsche - Electron
- Synchroton i Hamburg.
HERA-anläggningen på DESY i Hamburg kan beskrivas som världens största elektronmikroskop. I kollisioner mellan elektroner och protoner vid extremt höga energier utnyttjas elektronen som en sond för att studera protonens inre struktur med en nogrannhet av 10-18 meter. Dessa studier har visat att protonen har en mycket komplex sammansättning av kvarkar och gluoner. |
Partikelskurar ![]() I den enklaste spridningsprocessen kommer
den spridda kvarken att ge upphov till ett kollimerat flöde av partiklar,
en så kallad partikel"jet", Jetfysik
|
![]() |
Azimutala
asymmetrier av partikeljettar ![]() Träffytan för QCD-C och BGF-processerna beror på fem kinematiska variabler varav den azimutlal vinkeln, phi, är en. Denna definieras i vilosystemet för utbytesfotonen och protonen som vinkeln mellan det plan som spännes upp av den inkommande och spridda elektronen och det plan som ges av de två partonerna från spridningsprocessen. Teorin för den starka växelverkan, QCD, förutsäger att träffytan för QCD-C och BGF har olika vinkelberoende. Träffytan för QCD-C processen har ett cos phi beroende på så att kvarken oftast sprids 1800 i förhållande till elektronriktningen och gluonen alltså emitteras i samma riktning. För BGF-processen har träffytan ett cos (2phi) beroende, vilket är detsamma för kvarken och antikvarken. Detta betyder att kvarken lika ofta sprids i 00 som i 1800 och samma gällerför antikvarken. Mätningen av detta vinkelberoende är en viktig test av QCD men det är också en av få signaturer för att skilja mellan QCD-C och BGF-processerna. |
. |
Protonens
gluoninnehåll ![]() Mätningar av BGF-processer har möjliggjort den första direkta bestämningen av gluontätheten i protonen vars resultat uppvisar samma kraftiga ökning när gluonernas impulsandel minskar som observerats för protonens strukturfunktion. En jämförelse med förutsägelserna från de QCD baserade modeller som beskriver protonens strukturfunktion ger god överensstämmelse och därmed utgör den direkta mätningen en viktig test av QCD. Den konventionella QCD beskrivningen av partonernas dynamik innefattar inte den mättningseffekt vilken måste inträffa när partontätheten blir tillräckligt hög. I stället måste ett annat förlopp för partonavstrålning innanför protonen bli alltmer viktig. De första tecknen på den nya dynamiken har kanske redan observerats vid HERA och ett omfattande program finns för vidare studier. |
bileere |
Diffraktiva
spridningsprocesser ![]() I de vanliga ep-kollisionerna emitteras partiklar i hela vinkelintervallet mellan protonresten och de spridda partonerna genom det färgfält som spänns upp mellan dem. Vid HERA har en ny kategori händelser observerats i vilka inga partiklar produceras i ett vinkelområde kring protonresten. En möjlig förklaring till förekomsten av sådana händelser är att växelverkan sker med ett ofärgat objekt (här kallat pomeronen) i protonen. I detta fall kommer inget färgfält att spännas och protonresten förblir ofärgad. Dessa processer kallas diffraktiva processer. Genom att mäta partikelskurarna från spridningsprocessen kan rörelsemängdsfördelningen av pomeronens beståndsdelar bestämmas. Likaså kan man få information om huruvida pomeronen huvudsakligen innehåller gluoner eller kvarkar genom att studera den azimutala vinkelfördelningen hos partikelskurarna. |
biledr |