CERN COMPASS Pion Deneyi

 

   CERN’deki COMPASS ( The Common Muon and Proton Apparatus for Structure and Spectroscopy ) deneyi kuarklardan oluşan bileşik parçacığın en hafifi pionun polarizasyonunda ilk hassas ölçümü yaptı. Sonuç, kuarklar arasındaki güçlü etkileşmenin kuantum alan teorisinin (QCD) yayılımını düşük enerjiden beklenenleri teyit etti fakat daha önce yayınlanan 2 faktörden daha çok olan pion polarizyonu değerlerinden fazla olarak tahmin edilen sonuçlar  ile çelişkili sonuçlar bulundu.

 

COMPASS Deneyi , CERN
COMPASS Deneyi , CERN

 

    Her birleşik sistem elektromanyetik alan dışında polarize edilebilen pozitif ve negatif yükleri birbirlerinden ayıran yüklü parçacıklardan oluşur. Bu dipol moment içeren yük ayrımının büyüklüğü polarizasyon tarafından harici alan ile ilişkilidir. Harici kuvvetin kompleks sistemine karşılık ölçüm olarak, polarizasyon, deformasyon olabilmesine karşılık sistemin sertliğiyle ve bundan dolayı bileşenlerle bağlama kuvveti arasında doğrudan ilişkilidir.

 

    Bir anti kuark ve kuarktan oluşan pion yaklaşık olarak 0.6 x 10-15 m (0.6 fm) boyutlarına sahip, güçlü kuvvet ile bağlı en hafif parçacıktır. Yani ölçülebilir etkisini gözlemlemek için parçacık kendi çapı boyunca düzenli olarak 100 kV için elektrik alana tabi tutulmadır bu da yaklaşık 1018 V/cm’dir. Bunu başarmak için COMPASS deneyi çekirdek etrafındaki elektrik alan kullanır. Yüksek enerjili pionlar, bu alan (neredeyse) gerçek fotonların kaynağı olarak görünür, pion saçılımı olayıdır. Ayrıca Primakoff mekanizması olarak da bilinen pion – foton Compton saçılması Serpukhov’da bir deneyde 1980’in erken zamanlarında keşfedildi ama küçük data örneği büyük ihtimalle sistematik belirsizlikler hafife alınarak, 6.8 ±1.4 (stat.)± 1.2 (syst.) ×10-4 fm3 polarizasyon için sadece kesin olmayan bir değere neden olmuştur.

 

    COMPASS nikel hedefe yönelik CERN’deki (SPS) Süper Proton Sinkrotron tarafından üretilen 190 GeV pion demetlerini kullanarak modern Primakoff deneyi olmayı başarmıştır. En önemlisi COMPASS deneyi kalibre, deformasyon olmaması ve nokta benzeri olmasından dolayı muonları da kullanabilmek mümkün oldu. Compton Π γ → Πγ saçılması küçük momentum transferinde Coulomb pikinden seçilen olaylar ile  ΠNi →ΠγNi  reaksiyonu elde edilir. 63,000 olay örneğinin analizinden çalışanlar pion hacminin yaklaşık 10-4 olan 2.0±0.6(stat.)±0.7(syst.)×10-4fm3 pion elektrik polarizasyonu değerini elde etti. Bu değer düşük enerjili QCD’de teoriksel hesaplamalarla iyi bir anlaşma sağlar, o yüzden bu hesaplamalar ve polarizasyonu belirlemek için önceki deneylerin çabaları arasında epeydir devam eden tutarsızlık çözülmelidir.

 

   Bununla birlikte bu ölçümler ilk defa kendi kendine kalibrasyona izin verir; kesinlik, hala hesaplamaların yinelenen belirsizlikleri altındadır. Önceden kaydedilmiş daha fazla data ile COMPASS birliği yakın gelecekte önemli bir faktör ile bu sonuçta gelişim ve böylece araştırma değerlendirme deneyinden daha öte QCD pertürbatif olmayan bir kriter hesaplama ummaktadır.

 

Çeviren : Meltem Oruçoğlu

 


Kaynak : cerncourier.com/cws/article/cern/60143

 

Bu yazı hakkında ne düşünüyorsun ?
  • Gereksiz 
  • Normal 
  • Faydalı 
  • Müthiş