Fyzika vysokých energií

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 1. července 2022; ověření vyžaduje 1 úpravu .

Fyzika vysokých energií je odvětví fyziky elementárních částic , které studuje vzájemné ovlivňování elementárních částic a/nebo atomových jader při srážkových energiích výrazně vyšších, než jsou hmotnosti kolidujících částic samotných (viz Ekvivalence hmoty a energie ).

Ze vztahů neurčitosti pro ultrarelativistické částice vyplývá, že pro studium detailů struktury elementárních částic o řádových velikostech je třeba sondovat částice s energiemi nebo , kde je vyjádřeno v GeV, a viz [1] Energie částic pro studium velmi malých detailů se zvyšuje s klesající velikostí těchto detailů. V současné době se energie elementárních částic v urychlovačích pohybují v řádu GeV, což umožňuje s přesností studovat strukturu elementárních částic, viz [2] $\Delta r$ $\Delta E\geqslant {\frac {c\hbar }{\Delta r))$ $\Delta E\geqslant {\frac {2*10^{-14}}{\Delta r}}$ $E$ $r$ $1000$ $10^{{-17}}$

Experimenty ve fyzice vysokých energií se provádějí pomocí urychlovačů částic a jaderných reaktorů . Také kosmické záření je zdrojem vysokoenergetických částic . Při neurychlovacích experimentech s kosmickým zářením se studují především vlastnosti neutrin a chování částic při supervysokých energiích ( rozsáhlé kosmické roje ).

Detektory částic

Základem každého experimentu v oblasti fyziky vysokých energií jsou detektory ionizujícího záření a gama záření . Detektor registruje produkty reakcí mezi částicemi a fyzici z těchto dat rekonstruují reakce samotné. V současnosti jsou hlavními typy detektorů používaných v experimentech ve fyzice vysokých energií polovodičové detektory , driftové plynové komory a kalorimetry pro elektromagnetické a hadronové sprchy. K zaznamenávání výsledků srážek se používají také silnovrstvé fotografické desky , bublinkové komory , jiskrové komory a další detektory elementárních částic . Z různých typů detektorů sestaví fyzici obrovské detektory elementárních částic, takzvané univerzální detektory.

Příklady detektorů: ATLAS a CMS na proton- protonovém urychlovači LHC ( LHC , Švýcarsko/Francie), D0 a CDF na proton -antiprotonovém urychlovači Tevatron (USA), BaBar a Belle v asymetrických elektron-pozitronových B-mezonových továrnách v laboratoře SLAC (USA) a KEK (Japonsko), stejně jako detektory SND a KMD-3 pracující na elektron - pozitronovém urychlovači VEPP-2000 .

Viz také

Literatura

Perkins D. Úvod do fyziky vysokých energií. - M., Mir , 1975. - 416 s.

Poznámky

↑ Yu. M. Shirokov , N. P. Yudin, Nuclear Physics. - M., Nauka, 1972. - str. 262-263
↑ Yavorsky B. M. , Detlaf A. A. Handbook of Physics. - M., Nauka , 1990. - str. 542-543

Sekce fyziky elementárních částic
Fyzika vysokých energií Fenomenologie elementárních částic