Dalitz tomt

Dalitz plot för ett trekroppssönderfall av en spin-0-partikel av massan $M$ till tre spin-0-partiklar med massor ${\displaystyle m_{1}} ,$ m $\displaystyle m_{2 }}$ , $m_{3}$ . Det grå området visar det tillåtna kinematiska området. Den blå linjen visar en möjlig position för ackumulering av händelser i det fall en spin-0- resonans är närvarande som ett mellantillstånd i detta trekroppssönderfall, som sedan sönderfaller till partiklarna 1 och 2. Den orange linjen visar positionen för ackumulering av händelser om en annan spin-0-resonans är närvarande, sönderfaller till partiklarna 1 och 3.

Dalitz plot för sönderfallet $D^{+}\to K^{+}K^{-}\pi ^{+}$ i data från LHCb -experimentet vid CERN . Tydliga resonanser $K^{*0}$ (vertikalt område av förbättring) och $\phi$ (horisontell förbättring) kan ses. Fördelningen av händelser runt resonansområden är inte enhetlig på grund av spin 1 av resonanserna och interferens mellan resonans- och icke-resonansprocesserna.

Dalitz -plotten är en tvådimensionell plot som ofta används inom partikelfysik för att representera den relativa frekvensen av olika (kinematiskt distinkta) sätt på vilka produkterna från vissa (annars liknande) trekroppssönderfall kan flytta isär.

Fasutrymmet för ett sönderfall av en pseudoskalär till tre spin-0 - partiklar kan fullständigt beskrivas med hjälp av två variabler. I en traditionell Dalitz-plot axlar kvadraterna av de oföränderliga massorna av två par av sönderfallsprodukterna. (Till exempel, om partikel A sönderfaller till partiklarna 1, 2 och 3, kan en Dalitz-plot för detta sönderfall plotta m ² ₁₂ på x-axeln och m ² ₂₃ på y-axeln.) Om det inte finns några vinkelkorrelationer mellan sönderfallsprodukterna är fördelningen av dessa variabler platt. Symmetrier kan dock medföra vissa restriktioner för distributionen. Dessutom domineras trekroppssönderfall ofta av resonansprocesser , där partikeln sönderfaller till två sönderfallsprodukter, varvid en av dessa sönderfallsprodukter omedelbart sönderfaller till två ytterligare sönderfallsprodukter. I det här fallet kommer Dalitz-diagrammet att visa en ojämn fördelning, med en topp runt massan av resonansavfallet. På så sätt ger Dalitz-intrigen ett utmärkt verktyg för att studera dynamiken i trekroppsförfall.

Dalitz-plottar spelar en central roll i upptäckten av nya partiklar i nuvarande högenergifysikexperiment, inklusive Higgs bosonforskning , och är verktyg i utforskande ansträngningar som kan öppna vägar bortom standardmodellen .

RH Dalitz introducerade denna teknik 1953 för att studera sönderfall av K mesoner (som vid den tiden fortfarande kallades "tau-mesons"). Den kan också anpassas till analys av fyrkroppssönderfall. En specifik form av en Dalitz-plot med fyra partiklar (för icke-relativistisk kinematik), som är baserad på ett tetraedriskt koordinatsystem, användes först för att studera fåkroppsdynamiken i atomära fyrakroppsfragmenteringsprocesser.

Square Dalitz tomt

Modellering av den gemensamma representationen av Dalitz-tomten kan vara komplicerad på grund av dess icke-triviala form. Man kan dock introducera sådana kinematiska variabler så att Dalitz-plotten får en rektangulär (eller kvadratisk) form:

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

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

där $m(1,2)$ är den invarianta massan av partiklarna 1 och 2 i en given sönderfallshändelse; $m(1,2)_{max}$ och $m(1,2)_{min}$ är dess maximala och minimala kinematiskt tillåtna värden, medan $\theta (1,2)$ är vinkeln mellan partiklarna 1 och 3 i resten av partiklarna 1 och 2. Denna teknik kallas vanligen "Square Dalitz plot" (SDP).

externa länkar

• Dalitz Plots: Past and Present (en presentation av Brian Lindquist på SLAC)