Πείραμα CDHS

Πείραμα CDHS
αγγλικά : CDHS experiment
γαλλικά :
γερμανικά :

Το CDHS ήταν ένα πείραμα νετρίνων στο CERN, λαμβάνοντας δεδομένα από το 1976 έως το 1984. Το πείραμα αναφέρεται επίσημα ως WA1. Το CDHS ήταν μια συνεργασία ομάδων από CERN, Dortmund, Heidelberg, Saclay και αργότερα Βαρσοβία. Η συνεργασία διευθύνθηκε από τον Jack Steinberger. Το πείραμα σχεδιάστηκε για να μελετήσει βαθιές ανελαστικές αλληλεπιδράσεις νετρίνων στο σίδηρο.

Ο επιστημονικός στόχος του πειράματος CDHS ήταν να μελετήσει αλληλεπιδράσεις νετρίνων υψηλής ενέργειας. Όταν τα εισερχόμενα νετρίνα (ή αντινετρίνα) αλληλεπιδρούσαν με το σίδηρο στόχο, είτε με φορτισμένο ρεύμα (v + Fe → μ ++ οτιδήποτε) ή ουδέτερο ρεύμα (ν + Fe → ν + οτιδήποτε) θα μπορούσαν να παραχθούν. [2]

Ένας από τους κύριους στόχους του πειράματος ήταν να προσδιοριστεί ο λόγος μεταξύ των ουδέτερων και των φορτισμένων εγκάρσιων διατομών, από τις οποίες θα μπορούσε να συναχθεί η γωνία Weinberg. [10] Ουδέτερα ρεύματα είχαν προηγουμένως ανακαλυφθεί από το πείραμα Gargamelle, το οποίο είχε επίσης δώσει πρώτες εκτιμήσεις για τη γωνία του Weinberg. Τα αποτελέσματα επιβεβαιώθηκαν και μετρήθηκαν με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια από το CDHS, επιτρέποντας την πρόβλεψη της μάζας του κορυφαίου κουάρκ, προτού ανακαλυφθεί στο Tevatron, με ακρίβεια ± 40 GeV. [11] [10]

Άλλες μετρήσεις σχετικά με την ηλεκτρασθενή αλληλεπίδραση στο πρότυπο μοντέλο περιελάμβαναν τη μέτρηση περισσότερων από ενός μυονίων. γεγονότα διμυόνια και τριμυόνια . [12] [13]

Τα αποτελέσματα που ελήφθησαν στο CDHS παρείχαν πειραματική επικύρωση του πρότυποθ μοντέλου, σε μια εποχή που αυτό το μοντέλο ήταν ακόμη στη φάση δοκιμής. Ένα σημαντικό βήμα από αυτή την άποψη ήταν η διάψευσγ της υποτιθέμενης «υψηλής y ανωμαλίας». Η τιμή y χαρακτηρίζει την ανελαστικότητα των συγκρούσεων νετρίνων, δηλαδή μετρά την ποσότητα ενέργειας που μεταφέρει ένα εισερχόμενο νετρίνο στα αδρόνια κατά τη σύγκρουσή τους. Τα πειράματα στο Fermilab βρήκαν τη λεγόμενη «υψηλή ανωμαλία», η οποία αμφισβήτησε το πρότυπο μοντέλο. Ωστόσο, τα αποτελέσματα από το CDHS διέψευσαν αυτά τα ευρήματα, ενισχύοντας το πρότυπο μοντέλο. [14]

Το CDHS εξέτασε τις δομικές συναρτήσεις του νουκλεόνιου, οι οποίες επέτρεψαν στους επιστήμονες να επιβεβαιώσουν τη θεωρία της κβαντικής χρωμοδυναμικής (QCD). [15] [8] Αυτή η εργασία περιελάμβανε τον προσδιορισμό της σταθεράς ζεύξης QCD \( {\displaystyle \alpha _{\text{s}}}, \), την επαλήθευση των σπιν του κουάρκ (s = 1/2) και των σπιν του γκλουονίου (s = 1), καθώς και της διάψευσης αμφότερων των αβελιανών θεωριών των ισχυρών αλληλεπιδράσεων και των θεωριών που βασίζονται σε βαθμωτά γκλουόνια. [9] [15] Επιπλέον, τα πειράματα παρείχαν πληροφορίες για τη δομή του νουκλεόνιου, εξετάζοντας την κατανομή των γκλουονίων, των κουάρκ και των αντικουάρκ μέσα σε αυτό. Τα αποτελέσματα από το CDHS ευθυγραμμίστηκαν με το μοντέλο quark parton, το οποίο θεωρεί τα κουάρκ σαν σημειακά σωματίδια. [10]. Σε αυτό το πλαίσιο, επιβεβαιώθηκε επίσης ότι ο αριθμός των κουάρκ σθένους σε έναν πυρήνα είναι 3. [16] Τέλος, τα αποτελέσματα του CDHS επέτρεψαν να προσδιοριστεί η ορμή της κατανομής των παράξενων κουάρκ και των αντικουάρκ εντός ενός νουκλεόνιου. [17]

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών λειτουργίας του, η συνεργασία του CDHS συμμετείχε στην αναζήτηση ταλαντώσεων νετρίνων. Αν και αυτό το φαινόμενο δεν μπορούσε να επιβεβαιωθεί χρησιμοποιώντας τη μεγάλη ενεργειακή δέσμη νετρίνων του CERN, αυτή η προσπάθεια επηρέασε τα ακόλουθα πειράματα που τελικά ανακάλυψαν ταλαντώσεις νετρίνων. [18]

References

CERN Document Server: Annual Report 1976 (Experimental Physics Division) Retrieved on 14 August 2018
M. Holder et al.: A detector for high-energy neutrino interactions Retrieved on 15 August 2018
CERN Document Server: Proposal to study high-energy neutrino interactions at the SPS Retrieved on 13 August 2018
CERN Document Server: Memorandum following up the proposal Retrieved on 13 August 2018
CERN Document Server: Memorandum - design and physics of the proposed muon spectrometer Retrieved on 16 August 2018
CERN Document Server: Request for approval of WA1 improvement programme Retrieved on 14 August 2018
CERN Document Server: New developments at WA1 (CERN Bulletin Issue No. 7/1982) Retrieved on 14 August 2018
P. Berge et al.: A measurement of differential cross-sections and nucleon structure functions in charged-current neutrino interactions on iron Retrieved on 15 August 2018
H. Abramovicz et al.: Measurement of neutrino and antineutrino structure functions in hydrogen and iron Retrieved on 16 August 2018
CERN Document Server: W. D. Schlatter - Highlights from High Energy Neutrino Experiments at CERN Retrieved on 14 August 2018
M. Holder et al.: Measurement of the neutral to charged current cross section ratio in neutrino and antineutrino interactions Retrieved on 15 August 2018
M. Holder et al.: Observation of trimuon events produced in neutrino and antineutrino interactions Retrieved on 15 August 2018
T. Hansl et al.: Origin of trimuon events in high-energy neutrino interactions Retrieved on 16 August 2018
M. Holder et al.: Is There a High-y Anomaly in Antineutrino Interactions? Retrieved on 16 August 2018
H. Abramovicz: Tests of QCD and Non-Asymptotically-Free Theories of the Strong Interaction by an Analysis of the Nucleon Structure Functions \( {\displaystyle xF_{3},F_{2}}\), and q
Retrieved on 15 August 2018
CERN Newsletter of the EP Department: Interview with Philippe Bloch Retrieved on 16 August 2018
H. Abramovicz et al.: Experimental Study of Opposite-Sign Dimuons Produced in Neutrino and Antineutrino Interactions Retrieved on 17 August 2018
F. Dydak et al.: A search for νμ oscillations in the \( m^{2} \) range 0.3–90 e V 2 {\displaystyle eV^{2}} {\displaystyle eV^{2}} Retrieved on 16 August 2018

Εγκυκλοπαίδεια Φυσικής

Κόσμος

Αλφαβητικός κατάλογος

Hellenica World - Scientific Library

Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License