해드론화

Hadronization

해드론화(또는 해드론화)는 쿼크와 글루온에서 해드론이 형성되는 과정이다.하드론화에는 쿼크-글루온 플라즈마(QGP) 변환과[1] 컬러 스트링이 하드론으로 분해되는 두 가지 주요 분기가 있다.[2]쿼크 글루온 플라즈마의 하드론 변환은 상대론적 중이온 실험에서 탐구되는 격자 QCD 수치 시뮬레이션에서 연구된다.[3]쿼크-글루온 플라즈마 해드론화는 빅뱅 직후 쿼크-글루온 플라즈마가 자유 쿼크와 글루온이 존재할 수 없는 해드돈 온도(약 150MeV)로 냉각되면서 발생했다.[4]현악기 안에서 새로운 하드론을 깨는 것은 쿼크, 고물, 그리고 때로는 글루온으로 이루어져 있는데, 진공에서 자연적으로 만들어진다.[5]

통계적 해드론화

QGP 해드론화에 대한 매우 성공적인 설명은 입자 생성의 페르미-포머란추크 모델에 따른 통계적 위상 공간 가중치에 기초한다[6].[7]이 접근방식은 1950년부터 강력하게 상호작용하는 입자 생성에 대한 정성적 설명으로 개발되었다.그것은 원래 정확한 설명이 아니라 입자 산출량에 대한 상한의 위상 공간 추정치라는 뜻이었다.그 후 몇 년 동안 수많은 하드로닉 공진이 발견되었다.Rolf Haedorn은 통계 공진 중량 및 공명 질량 스펙트럼 측면에서 해드론 교호작용을 설명할 수 있는 통계 부트스트랩 모델(SBM)을 가정했다.이것은 질적인 페르미-포머란추크 모델을 입자 생성을 위한 정밀한 통계적 해드론화 모델로 바꾸었다.[8]그러나 이러한 하드론 상호작용의 특성은 입자의 수율이 정체불명의 고질하드론 공명 상태에 민감하기 때문에 통계 하드론화 모델에 난제를 제기한다.통계적 해드론화 모델은 1991년 상대론적 중이온 충돌에 처음 적용되었으며, 이는 CERN에서 발견된 쿼크-글루온 플라즈마의 최초의 이상한 항바이론 서명을 인정하게 되었다.[9][10]

스트링 모델과 파편화에 대한 현상학적 연구

해드론화 과정의 QCD(Quantum Chromodynamics)는 아직 완전히 이해되지 않고, 룬드 문자열 모델과 다양한 장거리 QCD 근사 체계에서 등 다수의 현상학적 연구들에서 모델링되고 매개변수화된다.[5][11][12]

단일 쿼크의 해드론화에 의해 생성되는 입자의 촘촘한 원뿔을 제트라고 한다.입자 검출기에서는 쿼크보다는 제트가 관찰되는데, 이들의 존재는 유추되어야 한다.모델과 근사 체계와 예측된 제트 해드론화 또는 단편화는 TASSO,[13] OPAL[14] 및 H1과 같은 많은 고에너지 입자 물리학 실험에서 측정과 광범위하게 비교되었다.[15]

해드론화는 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 탐구할 수 있다.입자 샤워가 종료된 후에는 컷오프 눈금 순서에 따라 가상(가상 입자가 얼마나 멀리 떨어져 있는지)이 있는 파톤이 남는다.이때부터 파톤은 저 모멘텀 이동, 비숙련 효과가 중요해지는 장거리 정권에 있다.이러한 효과들 중 가장 지배적인 것은 파톤을 관찰 가능한 하드론으로 바꾸는 하드론화다.Hadronization에 대한 정확한 이론은 알려져 있지 않지만 매개변수화를 위한 두 가지 성공적인 모델이 있다.

이 모델들은 입자 물리학 이벤트를 시뮬레이션하는 이벤트 생성기 내에서 사용된다.파톤이 해드론화에 주어지는 척도는 이벤트 발생기의 샤워 몬테카를로 구성요소에 의해 고정된다.Hadronization 모델은 일반적으로 그들 자신의 사전 정의된 스케일로 시작한다.이것은 샤워 몬테카를로 내에 제대로 설치되지 않으면 중대한 문제를 일으킬 수 있다.몬테카를로 소나기의 일반적인 선택은 피디아와 허윅이다.이들 각각은 두 가지 매개변수화 모델 중 하나에 해당한다.

상단 쿼크는 해드론화되지 않는다.

그러나 상단 쿼크는 5×10초의−25 평균 수명으로 약한 힘을 통해 소멸한다.일반적으로 강한 상호작용보다 훨씬 느린 다른 모든 약한 상호작용과는 달리, 상단 쿼크의 약한 붕괴는 QCD의 강한 힘이 작용하는 시간 척도보다 독특하게 짧기 때문에 상단 쿼크는 해동되기 전에 분해된다.[16]그러므로 상단 쿼크는 거의 자유 입자 입니다.[17][18][19]

참조

  1. ^ Rafelski, Johann (2015). "Melting hadrons, boiling quarks". The European Physical Journal A. 51 (9): 114. doi:10.1140/epja/i2015-15114-0. ISSN 1434-6001.
  2. ^ Andersson, Bo, 1937- (1998). The Lund model. Cambridge, U.K.: Cambridge University Press. ISBN 0-521-42094-6. OCLC 37755081.{{cite book}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  3. ^ Müller, Berndt (2016), Rafelski, Johann (ed.), "A New Phase of Matter: Quark-Gluon Plasma Beyond the Hagedorn Critical Temperature", Melting Hadrons, Boiling Quarks - From Hagedorn Temperature to Ultra-Relativistic Heavy-Ion Collisions at CERN, Cham: Springer International Publishing, pp. 107–116, doi:10.1007/978-3-319-17545-4_14, ISBN 978-3-319-17544-7, retrieved 2020-06-26
  4. ^ Letessier, Jean; Rafelski, Johann (2002). Hadrons and Quark–Gluon Plasma (1 ed.). Cambridge University Press. doi:10.1017/cbo9780511534997. ISBN 978-0-521-38536-7.
  5. ^ a b Yu; Dokshitzer, L.; Khoze, V.A.; Mueller, A. H.; Troyan, S.I. (1991). Basics of Perturbative QCD. Editions Frontieres.
  6. ^ Rafelski, Johann; Letessier, Jean (2003). "Testing limits of statistical hadronization". Nuclear Physics A. 715: 98c–107c. arXiv:nucl-th/0209084. doi:10.1016/S0375-9474(02)01418-5.
  7. ^ Hagedorn, Rolf (1995), Letessier, Jean; Gutbrod, Hans H.; Rafelski, Johann (eds.), "The Long Way to the Statistical Bootstrap Model", Hot Hadronic Matter, Boston, MA: Springer US, vol. 346, pp. 13–46, doi:10.1007/978-1-4615-1945-4_2, ISBN 978-1-4613-5798-8, retrieved 2020-06-25
  8. ^ Torrieri, G.; Steinke, S.; Broniowski, W.; Florkowski, W.; Letessier, J.; Rafelski, J. (2005). "SHARE: Statistical hadronization with resonances". Computer Physics Communications. 167 (3): 229–251. arXiv:nucl-th/0404083. doi:10.1016/j.cpc.2005.01.004.
  9. ^ Rafelski, Johann (1991). "Strange anti-baryons from quark-gluon plasma". Physics Letters B. 262 (2–3): 333–340. doi:10.1016/0370-2693(91)91576-H.
  10. ^ Abatzis, S.; Barnes, R.P.; Benayoun, M.; Beusch, W.; Bloodworth, I.J.; Bravar, A.; Caponero, M.; Carney, J.N.; Dufey, J.P.; Evans, D.; Fini, R. (1990). "Λ and production in sulphur-tungsten interactions at 200 GeV/c per nucleon". Physics Letters B. 244 (1): 130–134. doi:10.1016/0370-2693(90)90282-B.
  11. ^ Bassetto, A.; Ciafaloni, M.; Marchesini, G.; Mueller, A.H. (1982). "Jet multiplicity and soft gluon factorization". Nuclear Physics B. 207 (2): 189–204. Bibcode:1982NuPhB.207..189B. doi:10.1016/0550-3213(82)90161-4. ISSN 0550-3213.
  12. ^ Mueller, A.H. (1981). "On the multiplicity of hadrons in QCD jets". Physics Letters B. 104 (2): 161–164. Bibcode:1981PhLB..104..161M. doi:10.1016/0370-2693(81)90581-5. ISSN 0370-2693.
  13. ^ Braunschweig, W.; Gerhards, R.; Kirschfink, F. J.; Martyn, H.-U.; Fischer, H.M.; Hartmann, H.; et al. (TASSO Collaboration) (1990). "Global jet properties at 14-44 GeV center of mass energy in e+ e− annihilation". Zeitschrift für Physik C. 47 (2): 187–198. doi:10.1007/bf01552339. ISSN 0170-9739.
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  16. ^ Abazov, V.M.; Abbott, B.; Abolins, M.; Acharya, B.S.; Adams, M.; Adams, T.; et al. (2008). "Evidence for production of single top quarks". Physical Review D. 78: 012005. arXiv:0803.0739. doi:10.1103/PhysRevD.78.012005.
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  18. ^ Alioli, S.; Fernandez, P.; Fuster, J.; Irles, A.; Moch, S.; Uwer, P.; Vos, M. (May 2013). "A new observable to measure the top-quark mass at hadron colliders". The European Physical Journal C. 73 (5): 2438. arXiv:1303.6415. Bibcode:2013EPJC...73.2438A. doi:10.1140/epjc/s10052-013-2438-2. ISSN 1434-6044.
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