Actualmente estoy planeando un experimento centrado en la creación de un mesón J/psi a través de colisiones protón-antiprotón en un rango de momentos.
El acelerador lineal al que tengo acceso tiene un rango de momento de 0,5 GeV/c a 10 GeV/c, y planeo colisionar un haz de antiprotones con protones estacionarios para producir un mesón J/psi, que detectaré a través de la resonancia. en la desintegración a través de pares muon-antimuon.
Sin embargo, no estoy seguro de cómo calcular la energía disponible en la colisión y el momento mínimo necesario para la producción de una partícula J/psi. Si alguien pudiera decirme qué fórmulas usar para calcular la energía disponible en una colisión protón/antiprotón, así como para el cálculo del impulso que necesito para lograr la creación de un J/psi, se lo agradecería mucho.
Cualquier sugerencia con respecto a mi experimento también es bienvenida.
Gracias.
Es bueno que como estudiante de secundaria (según tu perfil) tengas interés en la física de partículas, y espero que esto continúe en los años universitarios. Estoy tratando su pregunta como un experimento mental, y comentaré en consecuencia:
centrándose en la producción de pares J/psi a través de colisiones protón-antiprotón en un rango de momentos.
El mesón J/psi tiene una masa de 3,1 GeV (en un sistema donde c=1).
Por producción de pares j/psi debe querer decir: buscando pares e+e- producidos en la dispersión de protones antiprotón.
Los modos de decaimiento de J/psi son principalmente para hadrones, pero hay una fracción sustancial que va a e+e- y mu+mu- (~12%).
hacer chocar un haz de antiprotones con protones en un estado ligado
Existe un estado ligado de protón-antiprotón, llamado protonio , pero al colisionar un protón y un antiprotón a altas energías no se unen porque sus respectivas energías son demasiado altas. El protonio puede existir como una resonancia en los productos de descomposición, pero esto no es lo que estás describiendo. Desea que una colisión de protones y protones dé, entre los productos de la colisión, pares de leptones y leptones cuya masa invariante pueda mostrar la resonancia J/Psi.
El acelerador lineal al que tengo acceso tiene un rango de momentos de 0,5 GeV/c a 10 GeV/c,
Para encontrar la energía disponible para la generación de partículas después de la colisión, hay que encontrar la energía de entrada. La energía de entrada de cada protón y antiprotón se obtiene sumando sus cuatro vectores, se puede encontrar un ejemplo aquí .
La energía entrante debe ser mayor que la masa de J/psi como energía, por lo que hay un umbral de energía entrante para ver la producción de J/psi. Un experimento necesita altas energías para tener la probabilidad de generar una resonancia tan fuerte como J/psi. Mi impresión es que solo a las energías de tevatron se podría realizar este experimento.
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