1 / 35

Piękny Spin

Piękny Spin. Agnieszka Ilnicka Opieka: dr Joanna Kiryluk p rof. Barbara Badełek. Plan prezentacji:. Krótka historia spinu: Koncepcja Uhlenbecka - Goudsmitha Eksperyment Sterna – Gerlacha. Współczesne eksperymenty spinowe:

vail
Download Presentation

Piękny Spin

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Piękny Spin Agnieszka Ilnicka Opieka: dr Joanna Kiryluk prof. Barbara Badełek

  2. Plan prezentacji: Krótka historia spinu: • Koncepcja Uhlenbecka - Goudsmitha • Eksperyment Sterna – Gerlacha Współczesne eksperymenty spinowe: • Spin jako laboratorium do odkrywania fizyki poza Modelem Standardowym - eksperyment g-2 w BNL • Problem ze spinem nukleonu – eksperyment COMPASS • Wykorzystanie spinu do mierzenia trudno otrzymywalnych wielkości – pomiary formfaktorów protonu w JLab

  3. Koncepcja Uhlenbecka - Goudsmitha • Przedstawiona w 1925 • Próba zrozumienia anormalnego efektu Zeemana • Wprowadzili pojęcie spinu do fizyki – jako wewnętrznego momentu pęduelektronu ‚This is a good idea. Your idea may be wrong, but since both of you are so young without any reputation, you would not lose anything by making a stupid mistake’ P.Ehrenfest Uhlenbeck, Kramers i Goudsmit

  4. Eksperyment Sterna - Gerlacha • Dobry eksperyment poparty złą teorią • Przeprowadzony w 1921 • Miał ostatecznie rozstrzygnąc między klasyczną i kwantową koncepcją • Eksperyment w którym „objawił się” spin Au = [Kr]5

  5. Eksperyment Sterna - Gerlacha Wyniki z 1922 roku, z poprawionej aparatury. Widać w minimum po środku, a więc wiązka uległa rozszczepieniu!

  6. Eksperymenty współczesne

  7. Odkrywanie fizyki poza Modelem Standardowym przy pomocy spinu • Pomiar ładunku słabego elektronu (SLAC E158) i protonu (JLab Qweak) • Eksperymenty z elektrycznym dipolowym momentem neutronu (LANSCE) • Mionowy eksperyment g-2 w BNL

  8. Eksperyment g-2 w BNL =(QED)+(weak)+(had) Poza SM QED weak had ~α/(2π) ~10-6 QED ~5•10-5 QED ~10-6 QED (SM)=11659180(8)

  9. Eksperyment g-2 w BNL

  10. Eksperyment g-2 w BNL

  11. Eksperyment g-2 w BNL • Zwiększenie liczby zebranych przypadków • Nowe zakrzywiające magnesy nadprzewodzące i osłony • Instalacja magnesu maskującego tło od AGS • Pozbycie się komplikacji związanych z koherentną oscylacją betatronową (CBO)

  12. Eksperyment g-2 w BNL (SM)=11659180(8) (exp)=11656208(6)

  13. Problem ze spinem nukleonu • 1933 – zmierzony moment magnetyczny protonu: • Eksperymenty niespolaryzowane DIS • Nukleon ma wewnętrzną strukturę! • Momenty magnetyczne kwarków walencyjnych sumują się do barionowych • A jak jest ze spinem? Kryzys spinowy!

  14. Problem ze spinem nukleonu

  15. Problem ze spinem nukleonu Skąd się może wziąć spin nukleonu? • Kwarki (walencyjne i morza) • Gluony • Moment orbitalny (kwarków i gluonów) SMC/RHIC/ COMPASS mało EMC/SMC ~20% Jak zmierzyć?

  16. Eksperymenty badające spin nukleonu: • EMC () • SMC (, G) • COMPASS(, G) • HERMES (DESY) (, G) • E142, E143, E154, E155 (SLAC)() • RHIC (BNL) (G) CERN

  17. Eksperyment EMC/SMC/COMPASS Spolaryzowane rozpraszanie głęboko nieelastyczne mionu na nukleonie: Pomiar asymetrii: μ(k) μ’(k’) γ*(q) q(xP) X p(P)

  18. Eksperyment SMC/COMPASS Spolaryzowane rozpraszanie głęboko nieelastyczne mionów na nukleonie – zbierane informacje w koincydencji z innym zdarzeniem. G SMC/HERMES/ COMPASS COMPASS PGF X

  19. Eksperyment EMC/SMC/COMPASS Układ eksperymentalny: Spolaryzowana tarcza 3cm Wiązka μ 130cm DNP Polaryzacja: P=0% P=90%

  20. Eksperyment COMPASS • Jak się tworzy spolaryzowaną tarczę? • Metoda dynamicznej polaryzacji jądrowej (DNP)

  21. Eksperyment COMPASS • Identyfikacja produktów rozpadów cięzkich kwarków • D0→πK D* → D0 π → π π K • Odtwarzanie kinematyki rozproszonych mionów

  22. Eksperyment COMPASS

  23. Wykorzystanie spinu do mierzenia trudno otrzymywalnych wielkości • Wkład kwartów s do elektromagnetycznych formfaktorów nukleonów (JLab) • Gęstość neutronów w cięzkich jądrach • Pomiar iloczynu formfaktorów protonu (JLab)

  24. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji:

  25. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji: Można przybliżać formfaktorem dipolowym: Formfaktor – transformata Fouriera rozkładu ładunku lub magnetyzowalności

  26. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji:

  27. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji: • Rozpraszanie elastyczne e’(E’,k’ ) () γ (ν,q ) (E,k ) p(M )

  28. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji: Co mierzy się w eksperymencie? • Przekrój czynny (σ) • Składowe polaryzacji wybitych protonów(Pl, Pt)

  29. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji: Rozkład ładunku oraz magnetyzowalności w protonie znacznie się różni!

  30. Podsumowanie: • Wiele eksperymentów spinowych • Badanie spinu samego w sobie • Wykorzystywanie spinu do badania właściwości materii i testowania modeli teoretycznych

  31. Dziękuję za uwagę!

  32. Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji: ~σ

More Related