Piękny Spin - PowerPoint PPT Presentation

vail
pi kny spin n.
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Piękny Spin PowerPoint Presentation
Download Presentation
Piękny Spin

play fullscreen
1 / 35
Download Presentation
Piękny Spin
125 Views
Download Presentation

Piękny Spin

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. Piękny Spin Agnieszka Ilnicka Opieka: dr Joanna Kiryluk prof. Barbara Badełek

  2. Plan prezentacji: Krótka historia spinu: • Koncepcja Uhlenbecka - Goudsmitha • Eksperyment Sterna – Gerlacha Współczesne eksperymenty spinowe: • Spin jako laboratorium do odkrywania fizyki poza Modelem Standardowym - eksperyment g-2 w BNL • Problem ze spinem nukleonu – eksperyment COMPASS • Wykorzystanie spinu do mierzenia trudno otrzymywalnych wielkości – pomiary formfaktorów protonu w JLab

  3. Koncepcja Uhlenbecka - Goudsmitha • Przedstawiona w 1925 • Próba zrozumienia anormalnego efektu Zeemana • Wprowadzili pojęcie spinu do fizyki – jako wewnętrznego momentu pęduelektronu ‚This is a good idea. Your idea may be wrong, but since both of you are so young without any reputation, you would not lose anything by making a stupid mistake’ P.Ehrenfest Uhlenbeck, Kramers i Goudsmit

  4. Eksperyment Sterna - Gerlacha • Dobry eksperyment poparty złą teorią • Przeprowadzony w 1921 • Miał ostatecznie rozstrzygnąc między klasyczną i kwantową koncepcją • Eksperyment w którym „objawił się” spin Au = [Kr]5

  5. Eksperyment Sterna - Gerlacha Wyniki z 1922 roku, z poprawionej aparatury. Widać w minimum po środku, a więc wiązka uległa rozszczepieniu!

  6. Eksperymenty współczesne

  7. Odkrywanie fizyki poza Modelem Standardowym przy pomocy spinu • Pomiar ładunku słabego elektronu (SLAC E158) i protonu (JLab Qweak) • Eksperymenty z elektrycznym dipolowym momentem neutronu (LANSCE) • Mionowy eksperyment g-2 w BNL

  8. Eksperyment g-2 w BNL =(QED)+(weak)+(had) Poza SM QED weak had ~α/(2π) ~10-6 QED ~5•10-5 QED ~10-6 QED (SM)=11659180(8)

  9. Eksperyment g-2 w BNL

  10. Eksperyment g-2 w BNL

  11. Eksperyment g-2 w BNL • Zwiększenie liczby zebranych przypadków • Nowe zakrzywiające magnesy nadprzewodzące i osłony • Instalacja magnesu maskującego tło od AGS • Pozbycie się komplikacji związanych z koherentną oscylacją betatronową (CBO)

  12. Eksperyment g-2 w BNL (SM)=11659180(8) (exp)=11656208(6)

  13. Problem ze spinem nukleonu • 1933 – zmierzony moment magnetyczny protonu: • Eksperymenty niespolaryzowane DIS • Nukleon ma wewnętrzną strukturę! • Momenty magnetyczne kwarków walencyjnych sumują się do barionowych • A jak jest ze spinem? Kryzys spinowy!

  14. Problem ze spinem nukleonu

  15. Problem ze spinem nukleonu Skąd się może wziąć spin nukleonu? • Kwarki (walencyjne i morza) • Gluony • Moment orbitalny (kwarków i gluonów) SMC/RHIC/ COMPASS mało EMC/SMC ~20% Jak zmierzyć?

  16. Eksperymenty badające spin nukleonu: • EMC () • SMC (, G) • COMPASS(, G) • HERMES (DESY) (, G) • E142, E143, E154, E155 (SLAC)() • RHIC (BNL) (G) CERN

  17. Eksperyment EMC/SMC/COMPASS Spolaryzowane rozpraszanie głęboko nieelastyczne mionu na nukleonie: Pomiar asymetrii: μ(k) μ’(k’) γ*(q) q(xP) X p(P)

  18. Eksperyment SMC/COMPASS Spolaryzowane rozpraszanie głęboko nieelastyczne mionów na nukleonie – zbierane informacje w koincydencji z innym zdarzeniem. G SMC/HERMES/ COMPASS COMPASS PGF X

  19. Eksperyment EMC/SMC/COMPASS Układ eksperymentalny: Spolaryzowana tarcza 3cm Wiązka μ 130cm DNP Polaryzacja: P=0% P=90%

  20. Eksperyment COMPASS • Jak się tworzy spolaryzowaną tarczę? • Metoda dynamicznej polaryzacji jądrowej (DNP)

  21. Eksperyment COMPASS • Identyfikacja produktów rozpadów cięzkich kwarków • D0→πK D* → D0 π → π π K • Odtwarzanie kinematyki rozproszonych mionów

  22. Eksperyment COMPASS

  23. Wykorzystanie spinu do mierzenia trudno otrzymywalnych wielkości • Wkład kwartów s do elektromagnetycznych formfaktorów nukleonów (JLab) • Gęstość neutronów w cięzkich jądrach • Pomiar iloczynu formfaktorów protonu (JLab)

  24. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji:

  25. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji: Można przybliżać formfaktorem dipolowym: Formfaktor – transformata Fouriera rozkładu ładunku lub magnetyzowalności

  26. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji:

  27. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji: • Rozpraszanie elastyczne e’(E’,k’ ) () γ (ν,q ) (E,k ) p(M )

  28. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji: Co mierzy się w eksperymencie? • Przekrój czynny (σ) • Składowe polaryzacji wybitych protonów(Pl, Pt)

  29. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji: Rozkład ładunku oraz magnetyzowalności w protonie znacznie się różni!

  30. Podsumowanie: • Wiele eksperymentów spinowych • Badanie spinu samego w sobie • Wykorzystywanie spinu do badania właściwości materii i testowania modeli teoretycznych

  31. Dziękuję za uwagę!

  32. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji: ~σ