پایان نامه محاسبه سطح مقطع لپتون و پاد لپتون های تولید شده در پراکندگی پروتون - پروتون و پروتون - پاد پروتون با استفاده از فرآیند درل یان

پایان نامه محاسبه سطح مقطع لپتون و پاد لپتون های تولید شده در پراکندگی پروتون - پروتون و پروتون - پاد پروتون با استفاده از فرآیند درل یان

چكیده:

در این پروژه ابتدا فرض می شود که پروتون از سه کوارک ظرفیت تشکیل شده و این سه کوارک را دریای کوارک و پاد کوارک احاطه کرده است. با توجه به اینکه کوارک و پاد کوارک ها در برخورد رودررو نابود شده و تولید لپتون می نمایند لذا با این فرض  با محاسبه و مشخص کردن تابع توزیع کوارک و دریای کوارکی داخل پروتون می توان سطح مقطع تولید لپتون و پاد لپتون ها را در برخورد پروتون – پروتون و پروتون - پاد پروتون بدست آورد. در این پروژه ابتدا با نوشتن برنامه فرترن تابع توزیع کوارک های ظرفیت و کوارک های دریا را در داخل پروتون و پاد پروتون  بدست آورده و سپس در چارچوب فرآیند درل یان محاسبات لازم برای محاسبه سطح مقطع تولید در برنامه فرترن در نظر گرفته می شود. در آخر نیز سطح مقطع بدست آمده با نتایج تجربی در دسترس مقایسه خواهد شد.

مقدمه

اولین بار ساختار هادرون در پراکندگی e+p  در سال 1969 در دانشگاه استانفورد مشخص شد. این پراکندگی نشان می داد که در صورتی می توانیم سطح مقطع پراکندگی الکترون ها را توضیح دهیم که پروتون ها را ذرات غیر بنیادی و دارای ساختار داخلی در نظر بگیریم. به این ترتیب مشخص شد که هادرون ها دسته ای از ذرات زیر اتمی هستند که از کوارکها تشکیل یافته اند و در برهمکنش های قوی شرکت می کنند. 

فهرست مطالب

مقدمه

فصل اول- هادرون ها 3

مقدمه. 4

1-1- جستجوی توزیع بار الکتریکی توسط الکترون ها و ضرایب شکل.. 4

1-2- پراکندگی الکترون – پروتون. ضرایب شکل پروتون. 5

1-3-پراکندگی ناکشسان الکترون– پروتون ep®ex. 10

1-4- خلاصه ای از صورت گرایی برای تجزیه و تحلیل پراکندگی ep.. 13

1-5- پراکندگی کشسان الکترون به عنوان سطح مقطع کلی فوتون-پروتون(مجازی) 15

فصل دوم- پارتون ها 18

مقدمه. 19

٢-1- مقیاس گذاری بیورکن.. 19

٢-2- پارتون ها و مقیاس گذاری بیورکن.. 22

٢-3- کوارک های داخل پروتون. 27

فصل سوم- فرآیند درل یان. 38

مقدمه. 39

3-1- ساختار هادرون ها و مدل پارتون. 42

3-1-1-پارتون ها 42

3-1-2- رنگ... 43

3-1-3- مدل پارتون. 44

3-1-4- تابع ساختار. 45

3-1-4- 1-پدیده شناسی توابع ساختار. 47

3-1-4-2- خطاهای مقیاس گذاری. 50

3-2- فرآیند درل- یان. 50

3-2-1- ویژگی های طیف 50

3-2-2- دینامیک های فرآیند درل-یان..............55

3-2-3- فرمول نویسی درل-یان...........................56

3-2-4- فضای فاز............................58

3-3- روش های آزمایشگاهی...............................59

3-3-1- التزامات عمومی............................................59

3-3-2- آزمایش طیف سنج CERNOMEGA.......................................62

3-3-3- بازبینی آزمایشات هدف ثابت.............................................63

3-3-4- بازبینی آزمایشات ISR...................................................66

3-4- پیش بینی ها برای فرآیند درل-یان..........................................67

3-4-1- مقیاس گذاری.................................................................67

3-4-1-1- آزمون های مقیاس گذاری..........................................................68

3-4-2- وابستگی پرتو به سطوح مقطع...............................................................71

3-4-2-1- تست های وابستگی باریکه ی فرودی........................................72 

3-4-3- وابستگی مقطعی.........................................................76

3-4-3-1- آزمون های وابستگی A ی سطح مقطع..................................................77

3-4-4- توزیع زاویه ای واپاشی..............................................79

3-4-4-1- اندازه گیری های توزیع زاویه ای واپاشی.........................................80

3-4-5- توزیع های تکانه ی عرضی...............................................................82 

3-4-6- خلاصه................................................................................................85

3-5- فرآیند درل- یان در QCD.........................................................86

3-5-1- پیش بینی سطح مقطع کل..........................................................86

3-5-2- اندازه گیری ضریب K.............................................................................88

3-5-3- موارد بشتر در مورد توزیع های تکانه ی عرضی......................................................91

3-5-4- تاثیرات QCD برتوزیع های زاویه ای واپاشی.........................................................96

3-5-5- خلاصه..............................................................98

3-6- اندازه گیری توابع ساختار.............................................................................99

3-6-1- توابع ساختار نوکلئون..................................................................99

3-6-2- توابع ساختار مزون......................................................102

3-7- مطالعه ی هادرون های همراهی کننده تولید دی لپتون...........................................................105

3-8- خلاصه و نتیجه.....................................................................106

فصل چهارم-محاسبه ی سطح مقطع لپتون و پاد لپتون های تولید شده در پراکندگی پروتون- پروتون و پروتون- پاد پروتون با استفاده از فرآیند درل- یان...........108

بحث و نتیجه گیری...................................113

منابع..........................................115