¿Cuál es la diferencia entre decaimientos inclusivos y exclusivos?

Una toma experimental

Exclusivo implica que ha medido la energía y los momentos de todos los productos (bueno, con una excepción que discutiré más adelante). Inclusivo significa que es posible que haya dejado algunos de los productos sin medir.

Esto se aplica tanto a los procesos de dispersión como a los decaimientos.

Algunas cosas a tener en cuenta:

• Las mediciones exclusivas le permiten precisar un proceso físico bien definido, mientras que las mediciones inclusivas pueden brindarle información sobre una colección de procesos.
• Generalmente es difícil medir partículas neutras.
• Si hay más de un par de productos, comienza a requerir mucha instrumentación para recolectarlos todos de manera confiable y (crucialmente) para saber qué tan bien lo ha hecho.

En el proceso que está preguntando, el neutrino necesariamente no se observa, lo que hace que la medición sea inclusiva, además de una$X$en el estado final se usa a menudo para indicar cosas no medidas y no especificadas (es decir, significa que la medida es inclusiva por diseño). Aquí no especificado incluye caso en instrumentos de alta aceptación donde se consideran todos los eventos con los productos especificados: aquellos por los que sabemos$X$está vacío, aquellos para los que$X$no está vacío y bien caracterizado, y aquellos para los cuales$X$está mal caracterizado.

Vista teórica

No estoy tan seguro de cómo los teóricos usan estos términos, pero creo que hay un paralelo. Algo así como: exclusivo significa uno y solo un proceso, mientras que inclusivo significa todos los procesos que incluyen los productos especificados.

Convergencia de teoría y experimento.

Por supuesto, en realidad no hemos aprendido nada hasta que juntamos la teoría y experimentamos, lo que a veces es traumático para ambas comunidades. Aún así , las mediciones y los cálculos exclusivos claramente hablan de lo mismo, y se puede hacer que la inclusión esté de acuerdo con cierto cuidado en la construcción del experimento y el ensamblaje de los resultados teóricos.

Experimentadores engañando a la exclusividad

A veces, en física nuclear, hablamos de mediciones de dispersión como exclusivas cuando hay un núcleo pesado, no medido y en retroceso involucrado. La suposición es que transporta una pequeña fracción de la energía total y el momento involucrados y puede despreciarse, aunque existe cierto riesgo si el núcleo se deja en un estado altamente excitado.

En particular, mi proyecto de tesis fue sobre$A(e,e'p)$reacción (dispersión elástica de protones fuera de un objetivo nuclear estacionario donde se caracterizó el haz y se observaron tanto el protón como el electrón saliente), y asumimos que el núcleo remanente se dejó prácticamente intacto y retrocedió con un impulso opuesto al movimiento de Fermi del protón objetivo.

Algunas observaciones sobre cuestiones teóricas involucradas en los procesos inclusivos/exclusivos.

En primer lugar, en la clasificación inclusiva frente a exclusiva frente a semi-inclusiva, solo nos preocupamos por los hadrones finales .

Por lo general, los procesos exclusivos son mucho más difíciles de calcular que los inclusivos. Cuando calcula la sección transversal de un proceso inclusivo, generalmente es suficiente calcularlo al nivel de quarks/gluones. Usted sabe que estos quarks y gluones eventualmente se hadronizarán en algunos hadrones, pero en este cálculo no le importa cómo sucederá exactamente. Por lo tanto, integramos efectivamente el espacio de fase final completo de los hadrones igualándolo al espacio de fase de los quarks/gluones, que usted sabe cómo calcular.

A medida que pasa de procesos totalmente inclusivos a procesos menos inclusivos (producción a chorro, procesos semiinclusivos, procesos exclusivos), está tratando de obtener una idea de la estructura del estado final hadrónico. Y cuantos más detalles quieras ver, más difícil será el cálculo. Ya no es suficiente calcular la producción de quarks/gluones. Ahora debe especificar su probabilidad de hadronizarse en un hadrón o conjunto de hadrones dado (por ejemplo, a través de funciones de fragmentación). Debe considerar las distribuciones diferenciales con más variables cinemáticas que antes. A menudo necesita la generalización de las distribuciones partónicas, pero los teoremas de factorización se vuelven mucho más difíciles de probar para procesos menos exclusivos. Todo esto hace que los procesos excluyentes sean difíciles de calcular, al menos a altas energías,

Al mismo tiempo, los procesos exclusivos a menudo le brindan una visión más profunda de la estructura de los hadrones que los procesos totalmente inclusivos. Por ejemplo, la dispersión inelástica profunda inclusiva (DIS) es sensible solo a muy pocas densidades partónicas, incluso cuando se tiene en cuenta el grado de libertad de polarización. Los procesos semi-inclusivos y exclusivos en DIS (como SIDIS, varios procesos difractivos, DVCS = dispersión compton profundamente virtual) son sensibles a muchas distribuciones partónicas nuevas, que reflejan aspectos más sutiles de la estructura del protón. Por eso se estudian a pesar de ser tan difíciles.

En nuestro Grupo de Teoría utilizamos:

• decaimiento inclusivo: para todos los procesos posibles
• decaimiento inclusivo parcial: para más de un proceso pero no para todos
• decaimiento exclusivo: solo un proceso