Сюжет Далица - Dalitz plot

Далитца участок для распада три тела спин-0 частицы массы в трех спин-0 частиц массы , , . Серая область отображает разрешенную кинематическую область. Синяя линия показывает возможное положение скопления событий в случае, если резонанс со спином 0 присутствует как промежуточное состояние в этом трехчастичном распаде, который затем распадается на частицы 1 и 2. Оранжевая линия показывает положение накопления событий. в случае наличия другого резонанса со спином 0, распадающегося на частицы 1 и 3.${\ displaystyle M}$${\ displaystyle m_ {1}}$${\ displaystyle m_ {2}}$${\ displaystyle m_ {3}}$

График Далица для распада данных эксперимента LHCb в ЦЕРНе . Видны четкие резонансы (вертикальная область усиления) и (горизонтальная область усиления). Распределение событий вокруг резонансных областей неоднородно из-за спина 1 резонансов и интерференции между резонансными и нерезонансными процессами.${\ Displaystyle D ^ {+} \ к K ^ {+} K ^ {-} \ pi ^ {+}}$ ${\ displaystyle K ^ {* 0}}$${\ displaystyle \ phi}$

Участок Далитца представляет собой двумерный участок часто используется в физике элементарных частиц , чтобы представить относительную частоту различных (кинематический разных) способами , в которых продукты некоторых ( в противном случае) подобные распады три тел могут перемещаться друг от друга.

Фазовое пространство из распада псевдоскаляра на три спин-0 частиц может быть полностью описано с использованием два переменных. В традиционном графике Далица оси графика представляют собой квадраты инвариантных масс двух пар продуктов распада. (Например, если частица A распадается на частицы 1, 2 и 3, график Далица для этого распада может отображать m ² ₁₂ по оси x и m ² ₂₃ по оси y.) Если нет угловых корреляций между продуктами распада, то распределение этих переменных будет плоским. Однако симметрии могут накладывать определенные ограничения на распределение. Кроме того, в трехчастичных распадах часто преобладают резонансные процессы, в которых частица распадается на два продукта распада, причем один из этих продуктов распада немедленно распадается на два дополнительных продукта распада. В этом случае график Далица покажет неоднородное распределение с максимумом около массы резонансного распада. Таким образом, график Далица представляет собой отличный инструмент для изучения динамики трехчастичных распадов.

Графики Далица играют центральную роль в открытии новых частиц в текущих экспериментах по физике высоких энергий, включая исследование бозона Хиггса , и являются инструментами в исследовательских усилиях, которые могут открыть возможности за пределами Стандартной модели .

Р. Х. Далиц ввел эту технику в 1953 г. для изучения распадов K-мезонов (которые в то время еще назывались «тау-мезонами»). Его также можно адаптировать для анализа четырехчастичных распадов. Особая форма четырехчастичного графика Далица (для нерелятивистской кинематики), основанная на тетраэдрической системе координат, была впервые применена для изучения динамики нескольких тел в процессах четырехчастичной фрагментации атомов.

Квадратный сюжет Далица

Моделирование общего представления графика Далица может быть затруднено из-за его нетривиальной формы. Однако можно ввести такие кинематические переменные, чтобы график Далица приобрел прямоугольную (или квадратную) форму:

${\ displaystyle m '(1,2) = {\ frac {1} {\ pi}} \ arccos \ left (2 * {\ frac {m (1,2) -m (1,2) _ {min}) } {m (1,2) _ {max} -m (1,2) _ {min}}} - 1 \ right)}$;

${\ displaystyle \ theta '(1,2) = {\ frac {1} {\ pi}} \ theta (1,2)}$;

где   - инвариантная масса частиц 1 и 2 в данном событии распада; и   - его максимальное и минимальное кинематически допустимые значения, а   - угол между частицами 1 и 3 в системе покоя частиц 1 и 2. Этот метод обычно называют «графиком Квадрата Далица» (SDP). ${\ Displaystyle м (1,2)}$${\ displaystyle m (1,2) _ {max}}$${\ displaystyle m (1,2) _ {min}}$${\ Displaystyle \ theta (1,2)}$

использованная литература

внешние ссылки

• Сюжеты Далица: прошлое и настоящее (презентация Брайана Линдквиста в SLAC)