Verbessertes Experiment des Primakoff-Typs bietet verbesserte Genauigkeit der Messung des Pions

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Ein großes internationales Forscherteam hat Experimente des Primakoff-Typs verbessert, um eine verbesserte Genauigkeit der Pionenmessung zu erreichen.

In ihrem in der Zeitschrift Science veröffentlichten Beitrag gibt die Gruppe einen Überblick über ihre Ziele und umreißt die Experimente, die sie durchgeführt haben, um eine höhere Genauigkeit bei der Messung des Zerfalls eines Pions in zwei Photonen zu erreichen.

Harvey Meyer von der Universität Mainz stellt in derselben Zeitschriftenausgabe eine Zeitleiste der Geschichte der Theorie der Quantenchromodynamik zur Verfügung und gibt außerdem einen Überblick über die Arbeit, die von den Forschern in diesem neuen Bemühen geleistet wurde.Die Theorie geht davon aus, dass Pi-Mesonen, besser bekannt als Pionen, Hadronen sind, die aus einem Quark und einem Antiquark bestehen (weshalb sie manchmal auch als neutrale Mesonen bezeichnet werden).

Die Theorie besagt auch, dass einzelne Pionen in Photonenpaare zerfallen, und zwar sehr schnell, weil sie instabil sind – in der Größenordnung von 80 Attosekunden.

Wie bei den meisten Theorien möchten Wissenschaftler Experimente durchführen, die beweisen, dass solche Theorien korrekt sind – zumindest bis zu einem gewissen Grad der Genauigkeit.

Bevor man versucht hat, zu Photonen zerfallende Pionen zu testen, wurde im Allgemeinen eine von drei Methoden angewandt, die Direkt- oder Collider-Methode – oder die Primakoff-Methode.

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Bei diesen neuen Bemühungen haben die Forscher die Primakoff-Methode verwendet, aber Verbesserungen hinzugefügt, um ihre Genauigkeit zu erhöhen.Die Arbeit des Teams umfasste einen experimentellen Aufbau, den das Team PrimEx-II-it nannte und der eine getaggte Photonenstrahlanlage mit einem einzigartigen Kalorimeter (eine Verbesserung gegenüber dem traditionellen Kalorimeter, das bei der Primakoff-Methode verwendet wird), einem Strahl-Halo-Blocker und einer Harfe umfasste.

Markierte Photonen wurden in einen Magneten eingeführt, der die geladenen Teilchen ablenkte.

Von dort wanderten die Zerfallsphotonen durch eine Vakuumkammer und einen Heliumbeutel, wo sie von einem Vetozähler und einem HyCal-Kalorimeter erfasst und gezählt wurden.

Das Team erhöhte auch das akzeptierte Energieintervall der markierten Photonen gegenüber dem normalerweise in der Primakoff-Methode verwendeten, um die Genauigkeit weiter zu verbessern.Beim Laufen….

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