Fizyka Fizyka eksperymentalna cząstek cząstek (hadronów w i i leptonów) Eksperymentalne badanie badanie koherencji koherencji kwantowej

Transkrypt

1 ZAKŁAD AD FIZYKI JĄDROWEJ Paweł Moskal, p. 344, Współczesna eksperymentalna fizyka fizyka jądrowaj jądrowa poszukiwanie jąder jąder mezonowych Fizyka Fizyka eksperymentalna cząstek cząstek (hadronów w i i leptonów) ( leptonów badanie badanie struktury struktury materii materii ( FEMTOMETRIA ) mezonów mezonów hyperonów hyperonów etc... etc... czy czy w mezonach mezonach jest jest materia materia gluonowa gluonowa czy czy tylko tylko kwarkowa kwarkowa?? Testy Testy fundamentalnych symetrii symetrii zapachu zapachu (izospinu), (izospinu), P, P, C, C, CP, CP, CPT CPT pośrednie pośrednie pomiary pomiary mas mas kwarków kwarków Eksperymentalne badanie badanie koherencji koherencji kwantowej par par kaonow kaonow wytwarzanych w czystym czystym stanie stanie kwantowym kwantowym Zastosowania fizyki fizyki jądrowej jjądrowej w medycynie medycynie modele modele tomografu tomografu pozytonowo-elektronowego modele modele tomografu tomografu Roengenowskiego

2

3 Peter Grünberg, Nagroda Nobla 2007

4

5 JĄDRO MEZONOWE NIE JEST TO ATOM NIE JEST TO TEŻ ATOM MEZONOWY π

6 JĄDRO MEZONOWE: stan związany mezonu z jądrem w wyniku ODDZIAŁYWANIA SILNEGO p η N* N* N* η η π

7 d+d ( 4 He-η) bound X+ p + π - N* p-π - emission: θ cm ~180 Pomiary funkcji wzbudzenia d+d ( 4 He-η) bound p + π 0 +X d+d ( 4 He-η) bound p + π - +X

8 z artykulu pt. ODKRYCIE HIPERJĄDER Janusza A. Zakrzewskiego Instytut Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Warszawskiego (opublikowany w "Wiedzy i Życiu" w lutym 1996 r.) Pisał Andrzej K. Wróblewski w artykule "Fizyka wielkich energii w Polsce: pierwsze 50 lat": Chociaż bardzo trudno jest porównywać znaczenie różnych odkryć i to w różnych działach fizyki, to jednak można twierdzić, że odkrycie Danysza i Pniewskiego było najważniejszym w fizyce wysokich energii w Polsce, a może nawet w całej powojennej historii fizyki. Za tę pierwszą i dalsze prace na temat hiperjąder obaj odkrywcy byli wielokrotnie wysuwani do Nagrody Nobla z fizyki, niestety bez skutku. Badania hiperjąder na Hożej przestano prowadzić wraz ze śmiercią Jerzego Pniewskiego w 1989 roku. Marian Danysz zmarł wcześniej, w 1983 roku. Fizyka hiperjądrowa jest jednak kontynuowana w Polsce przez ośrodek krakowski, gdzie Adam Strzałkowski ze współpracownikami zajmuje się własnościami ciężkich hiperjąder w eksperymencie licznikowym przy akceleratorze COSY w Jülich. Tak więc pozostaje ona nadal specjalnością fizyków polskich!

9

10 Struktura mezonów? skalarnych mezony pseudoskalarne mezony wektorowe Scalar multi-plet: σ(500), κ(700), f 0 (980), a 0 mesonem? Czy σ(600) jest w ogóle ( 980 ) Czy σ, a 0 (980) i f 0 (980) należą do tego samego nonetu qq? Jeśli tak to dlaczego widmo mas jest odwrócone? qqqq (Jaffe, Achasov et al., Maiani et al.) molekuła a KK K (Weinstein-Isgur, Close et al., (. al Kalashnikova et

11 spolaryzowana lub niespolaryzowana wiązka protonów i deuteronów COoler SYnchrotron COSY chłodzenie stochastyczne i elektronowe zakres pędu: MeV/c produkcja mezonów do φ(1020) włącznie WASA

12 WASA-at-COSY

13 JAK ZMIERZYĆ MASY KWARKÓW KTÓRYCH NIE MOŻNA ZAOBSERWOWAĆ reakcje zabronione przez symetrięładunkową dd dd 4 Heπ ddπ 0 0 przekrój czynny ~ ( m m ) 2 u d rozpad zabroniony przez symetrięładunkową rozpad dozwolony przez symetrięładunkową π η π π η η π π ~ ( m m ) 2 u d

14 WASA-at-COSY

15 e + e - φ ηγ η π + π e + e asymetria rozkładu kąta między płaszczyznami implikuje łamanie symetrii CP ( 1583 (2002) A17 (D.Gao, Mod. Phys. Lett. KLOE 2 WASA at COSY

16 Test of non-ckm CP Violation

17 ( Rzym ) Zderzacz e + e - DAΦNE we Frascati KLOE detector e + e Głowne rozpady mezonu φ 49.1% K + K - K S K L 34.1% ρπ +π + π π % e + e φ s ~ m φ = MeV

18 A flavor of KLOE J. Lee-Franzini and P. Franzini e-print: hep-ex/ KLOE K LOng Experiment γγ New Interaction Region + Inner Tracker γγ

19 KLOE detector specifications ( 45 > θ σ p /p = 0.4 % (tracks with σ x hit ( z ) = 150 µm (xy), 2 mm σ x vertex ~1 mm σ(m ππ ) ~1 MeV ( E(GeV / σ E /E = 5.7% σ t = 54 ps / E(GeV) 50 ps ( 0 σ vtx (γγ) ~ 1.5 cm (π 0 from K L π + π π

20 I Kwantowa interferometria φ K S K L π + π π + π Czysty stan kwantowy J PC = 1 ( K, p K, p K, p K, p ) { } ( + + ) Γ t t ( ) t /2, ; t e e 2 e cos( m t ) L ΓS ΓS +ΓL π π π π L S L S π t=t 1 -t 2 φ π t 1 t 2 π π ( a.u ) I( t) m Perfect vertex resolution Zabronione jeśli nie nastąpiło zerwanie koherencji kwantowej ( t=0) t/τ S

21

22 Dziękuje Państwu za uwagę