Sección transversal diferente para los bosones W y Z

En los colisionadores de hadrones, la sección transversal para la producción de W es aproximadamente diez veces mayor que la sección transversal de producción para los bosones Z (por ejemplo, la Figura 2 en este artículo de revisión ). Supongo que la contribución dominante proviene de la producción de Drell-Yan, así que solo consideremos esto.

Un factor de dos probablemente proviene del hecho de que hay un W positivo y uno negativo . Pero, ¿qué pasa con la diferencia restante del factor 5?

El W puede participar en canales de corriente tanto cargada como neutra, pero el Z sólo puede participar en la corriente neutra.
@rob: eso no lo entiendo... ¿las corrientes neutras no están representadas por el intercambio de una Z y las corrientes cargadas representadas por el intercambio de una W ?
Ups, por supuesto que tienes razón. Puede ser que en las colisiones entre hadrones en su mayoría positivos haya menos canales de corriente neutra disponibles. Pero sugeriría que vería una diferencia menor en pag pag ¯ colisiones, que aparentemente no es el caso . ¡Interesante pregunta!
¿Has visto este artículo arxiv.org/abs/ARXIV:1402.0923 y las referencias que contiene?

Respuestas (1)

La figura 2 de este artículo

http://arxiv.org/pdf/hep-ph/0611148v1.pdf

no muestra una diferencia de factor de diez en absoluto! Extrae la razón correctamente en la escala logarítmica y verás que es menor que cuatro, apenas un poco mayor que la mitad de la altura correspondiente a la década. Nótese que 1/2 del peso corresponde al factor de 10 ∼ 3.16 .

La relación de las secciones transversales es cercana a cuatro en lugar de dos, principalmente debido al ángulo de Weinberg. θ W . La producción de neutro W 0 W 0 par de bosones tendría una sección transversal cercana a la mitad de la carga inclusiva W + W − sección transversal. Sin embargo, un W 0 solo contiene porque ⁡ θ W veces Z 0 , y esto debe ser utilizado para ambas copias de la W 0 . Así que algunos de los procesos producen γ Z o γ γ . solo la fraccion porque 2 ⁡ θ W produce Z 0 Z 0 y porque 2 ⁡ θ W ∼ 1 − 0.23 ∼ 0.77 es un nuevo factor en la amplitud.

Tenga en cuenta que estamos descuidando la producción de B 0 B 0 – que también se divide en cuatro contribuciones Z Z , Z γ , γ γ – porque está suprimido por gramo Y 2 y es mucho menor que la constante de acoplamiento para el S tu ( 2 ) .

Por lo tanto, la relación estimada de la W / Z secciones transversales inclusivas es 2 / 0.77 2 ∼ 3.37 , muy cerca de lo que muestra el gráfico. Tuve que elevar al cuadrado la amplitud para obtener la probabilidad, razón por la cual el factor 1 / 0.77 apareció dos veces.

Otras asimetrías potenciales que plantean W + W − relativamente a Z 0 Z 0 probablemente incluyen el hecho de que los diferentes tu d ¯ / tu ¯ d es más probable que los quarks se encuentren dentro de los hadrones que tu tu ¯ y d d ¯ . Además, si un Z aparece en un propagador, el diagrama tiene una mayor (en el s -canal) supresión metro Z 2 en el denominador que metro W 2 .

Gracias por la respuesta clara! Sin embargo, hay dos puntos que no entiendo: 1) por ejemplo, el resultado experimental citado por @DarioP da un factor de 10 (¿quizás debido a restricciones en el espacio de fase?), 2) ¿Por qué solo considera pares de bosones? en su argumentación y no bosones individuales?
Hola, buenas preguntas - respuestas, lo siento, en ambos casos es por mi limitación. No sé cómo ejecutar un argumento de simetría que relacione la producción inclusiva de un solo W con un solo Z porque un solo W/Z es (aproximadamente) un triplete, pero los hadrones restantes que deben incluirse en el estado final son no necesariamente trillizos electrodébiles, etc. No creo que usted u otra persona haya presentado un argumento válido de que la relación de secciones transversales para bosones W/Z individuales no puede ser 10, por ejemplo, y creo que eso es difícil calculos
(Lo sé, 2,5 años después). Aproximadamente 1), si se excluye el BR del resultado de CMS, se obtiene σ ( W ) : σ ( Z ) ∼ 3:1?
Lo siento, no entiendo la pregunta y en qué se diferencia de todas las preguntas discutidas anteriormente.
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