드렐-얀 과정

드렐-얀 과정: 한 하드론에서 나온 쿼크와 다른 하드론에서 나온 반쿼크는 가상 광자의 교환을 통해 한 쌍의 렙톤을 생성하기 위해 전멸종합니다.

드렐-얀 과정은 높은 에너지 강입자-강입자 산란에서 발생합니다.이것은 한 하드론의 쿼크와 다른 하드론의 반쿼크가 전멸하면서 가상 광자 또는 Z 보손이 생성되고 그 후 반대 방향으로 대전된 렙톤 한 쌍으로 붕괴될 때 발생합니다.중요한 것은 충돌하는 쿼크-반쿼크 쌍의 에너지가 거의 완전히 새로운 입자의 질량으로 변환될 수 있다는 것입니다.이 과정은 1970년^[1] 시드니 드렐과 퉁-모우 얀이 고에너지 하드론 충돌에서 렙톤-안틸렙톤 쌍의 생성을 설명하기 위해 처음 제안했다.실험적으로, 이 과정은 J.H.^[2] 크리스텐슨 등에 의해 교대 경사 싱크로트론의 양성자-우라늄 충돌에서 처음 관찰되었다.

개요

Drell-Yan 프로세스는 고정 표적 실험과 충돌기 실험 모두에서 연구된다.유입되는 고에너지 핵자의 운동량이 구성 파톤 간에 분할되는 방법을 설명하는 파톤 분포 함수(PDF)에 대한 귀중한 정보를 제공합니다.이 PDF는 하드론 충돌기에서 기본적으로 모든 공정을 계산하기 위한 기본 성분입니다.PDF는 원칙적으로 파생 가능해야 하지만, 강력한 힘의 일부 측면에 대한 현재의 무지 때문에 이를 막을 수 없다.대신 PDF 형식은 실험 데이터로부터 추론됩니다.

Drell-Yan 과정과 심층 비탄성 산란

PDF는 심층 비탄성 산란, Drell-Yan 프로세스 등의 세계 데이터를 사용하여 결정된다.Drell-Yan 과정은 심층 비탄성 산란과 밀접한 관련이 있다. Drell-Yan 과정의 파인만 다이어그램은 심층 비탄성 산란의 파인만 다이어그램이 90° 회전하는 경우 얻을 수 있다.Drell-Yan 공정에서는 시간상 가상광자 또는 Z보손이 s채널에서 생성되며, 딥 비탄성 산란에서는 t채널에서 공간상 가상광자 또는 Z보손이 생성된다.

양성자의 경미 쿼크 맛 비대칭성에 대한 민감도

양성자의 쿼크 바다는 위 쿼크와 아래 쿼크를 구분하지 않는 양자 색역학(QCD) 과정에 의해 형성된다고 순진하게 믿어왔다.그러나 CERN-NMC에 의해 양성자와 중수소 표적에 고에너지 뮤온의 깊은 비탄성 산란 결과는 양성자에 u보다 더 많은 d가 있다는 것을 보여주었다.NMC에 의해 측정된 Gottfried 합계는 0.235±0.026으로 기대치 1/3보다 상당히 작았다.즉, 0에서 1.0까지의 비요켄 x에 대해 적분된 d(x)-u(x)는 0.147±0.039로 양성자 바다의 풍미 비대칭을 나타낸다.최근 Drell-Yan 산란을 사용한 측정은 양성자의 ^[5]^[6]^[7]맛 비대칭을 조사했다.강력한 상호작용 결합 상수 α의_s 선행 순서에 대해 중수소 표적의 양성자 빔에서 양성자 표적의 양성자 빔에 대한 Drell-Yan 단면의 비율은 다음과 같다.

({displaystyle {\frac ^{pd}}{2\frac ^{pp}}=black {1}{2}}\left[1+{\frac {d}(x)}}{\bar {u}}}}}}{\right]})

${\bar {d}}(x)$ 서 d ${\bar {d}}(x)$ ( ${\bar {d}}(x)$ ) { $displaystyle {d}$ ( $x)$ ${\bar {u}}(x)$ ${\bar {u}}(x)$ ( ${\bar {u}}(x)$ x ${\bar {u}}(x)$ ) { $displaystyle {u}} (x$ )는 ${\bar {u}}(x)$ 양성자 바다의 반다운 및 반업 쿼크 $x$ 이고x { $displaystyle$ x $x$ }는 $x$ $x$ (^[5]모델의 표적 쿼크 비율) 스케일 변수입니다.

Z보손 생산

Drell-Yan 프로세스를 통한 Z 보손의 생산은 쿼크에 대한 Z 보손의 결합을 연구할 기회를 제공한다.관찰할 수 있는 주요 사항은 질량 중심 프레임에서 두 렙톤의 각도 분포에서 전방-후방 비대칭이다.

무거운 중성 게이지 보손이 존재할 경우(Z' 보손 참조), Drell-Yan 프로세스에 의해 표준 Z 보손이 나타나는 것과 거의 동일한 방법으로 딜레프턴 불변 질량 스펙트럼에서 피크로 발견될 수 있다.

Drell-Yan 프로세스 및 기본 이벤트

비록 높은 에너지 QCD 과정은 섭동 이론을 통해 접근할 수 있지만, 하드론화와 같은 낮은 에너지 효과는 여전히 현상학적 관점에서만 이해된다.Z 보손은 색전하를 운반할 수 없기 때문에 기본 이벤트의 특성은 Z 후보와 그 $Z^{0}\to \ell ^{+}\ell ^{-}$ 생성물이 ^[8]무시되는 $Z^{0}\to \ell ^{+}\ell ^{-}$ Z $Z^{0}\to \ell ^{+}\ell ^{-}$ $Z^{0}\to \ell ^{+}\ell ^{-}$ $Z^{0}\to \ell ^{+}\ell ^{-}$ + $Z^{0}\to \ell ^{+}\ell ^{-}$ - \ $displaystyle$ Z $^{0}\to \ell ^{+}\ell ^{-}$ 이벤트 $Z^{0}\to \ell ^{+}\ell ^{-}$ 선택에서 효과적으로 연구할 수 있다.남은 것은 하드 드렐-얀 과정의 물리학에 둔감한 순수한 근본적인 사건이다.하드 프로세스에서 하드로닉 제트가 생성될 수 있기 때문에 다른 프로세스에서는 오식별 문제가 발생할 수 있습니다.

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페르미랍 E-906/SeaQuest

레퍼런스

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또한 CS1의 에라타: 제목 없는 정기 (link)
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[Aad2016-8] Aad, G.; Abbott, B.; Abdallah, J.; Abdinov, O.; Abeloos, B.; Aben, R.; Abolins, M.; Abouzeid, O. S.; Abraham, N. L.; Abramowicz, H.; Abreu, H.; Abreu, R.; Abulaiti, Y.; Acharya, B. S.; Adamczyk, L.; Adams, D. L.; Adelman, J.; Adomeit, S.; Adye, T.; Affolder, A. A.; Agatonovic-Jovin, T.; Agricola, J.; Aguilar-Saavedra, J. A.; Ahlen, S. P.; Ahmadov, F.; Aielli, G.; Akerstedt, H.; Åkesson, T. P. A.; Akimov, A. V.; et al. (2016). "Measurement of event-shape observables in $Z \rightarrow \ell ^{+} \ell ^{-}$ Z → ℓ + ℓ - events in pp collisions at $\SQRT{s}=7$ s = 7 ${\mathrm{TeV}}$ TeV with the ATLAS detector at the LHC". The European Physical Journal C. 76 (7): 375. arXiv:1602.08980v2. doi:10.1140/epjc/s10052-016-4176-8. PMC 5321395. PMID 28280446.

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