Auswirkungsparameter - Impact parameter

Aufprallparameter  b und Streuwinkel  θ

Der Aufprallparameter ist definiert als der senkrechte Abstand zwischen der Flugbahn eines Projektils und dem Zentrum eines Potenzialfeldes, das von einem Objekt erzeugt wird, auf das sich das Projektil nähert (siehe Diagramm). Es wird oft in der Kernphysik (siehe Rutherford-Streuung ) und in der klassischen Mechanik erwähnt .

Die Auswirkungen Parameter wird auf den zugehörigen Streuwinkel durch

Wo ist die Geschwindigkeit des Projektils, wenn es weit vom Zentrum entfernt ist, und ist seine engste Entfernung vom Zentrum.

Streuung von einer harten Kugel

Das einfachste Beispiel für die Verwendung des Aufprallparameters ist die Streuung an einer Kugel. Hier ist das Objekt, auf das sich das Projektil nähert, eine harte Kugel mit Radius . Im Fall einer harten Kugel, wann , und für . Wenn das Projektil die harte Kugel verfehlt. Das sehen wir sofort . Wann finden wir das .

Kollisionszentralität

In der Hochenergie-Kernphysik – insbesondere bei Kollisionsexperimenten – können Kollisionen nach ihrem Aufprallparameter klassifiziert werden. Zentrale Kollisionen haben , periphere Kollisionen und ultraperiphere Kollisionen (UPCs) , bei denen die kollidierenden Kerne als harte Kugeln mit Radius betrachtet werden .

Da die Farbkraft eine extrem kurze Reichweite hat, kann sie Quarks nicht koppeln, die durch viel mehr als den Radius eines Nukleons getrennt sind; daher werden starke Wechselwirkungen bei peripheren und ultraperipheren Kollisionen unterdrückt. Dies bedeutet, dass die Teilchenmultiplizität im Endzustand typischerweise bei den zentralsten Kollisionen am größten ist, da die beteiligten Partonen die größte Wahrscheinlichkeit haben, in irgendeiner Weise zu interagieren. Dies hat dazu geführt, dass die Multiplizität geladener Teilchen als allgemeines Maß für die Kollisionszentralität verwendet wird (geladene Teilchen sind viel einfacher zu erkennen als ungeladene Teilchen).

Da starke Wechselwirkungen bei ultraperipheren Kollisionen praktisch unmöglich sind, können sie verwendet werden, um elektromagnetische Wechselwirkungen – dh Photon-Photon- , Photon-Nukleon- oder Photon-Kern-Wechselwirkungen – mit geringer Hintergrundkontamination zu untersuchen. Da UPCs typischerweise nur zwei bis vier Endzustandsteilchen produzieren, sind sie auch relativ "sauber" im Vergleich zu zentralen Kollisionen, die Hunderte von Teilchen pro Ereignis produzieren können .

Siehe auch

Verweise