31-Ott-071 Riassunto della lezione precedente verifica sperimentale di QPM in reazioni elettrodeboli : 1.DIS con (anti)neutrini su nuclei isoscalari !

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1 31-Ott-071 Riassunto della lezione precedente verifica sperimentale di QPM in reazioni elettrodeboli : 1.DIS con (anti)neutrini su nuclei isoscalari ! sez. durto di neutrino domina quella per antineutrino ! antipartoni soppressi in mezzo nucleare 2.DIS con (anti)neutrini su protone ! dominanza di quark valenza / mare per x B ! 1/0 3. rapporto di carica per nuclei isoscalari regole di somma : 1.Gottfried sum rule ! SU f (3) rotta per i quark del mare 2.Momentum sum rule ! gluoni portano meta` del momento delladrone verifica fattorizzazione ! esplorare nuovi processi fondamentali

2 31-Ott-072 Drell - Yan adroni in annichilazione H 1/2 con momento P 1/2 leptoni prodotti l 1/2 con momento k 1/2 energia disponibile nel c.m. degli adroni s = (P 1 + P 2 ) 2 (Drell & Yan, P.R.L. 25 (70) 316) massa invariante della coppia di leptoni M 2 ´ q 2 = (k 1 + k 2 ) 2 q 2 = Q 2 ¸ 0 time-like regime DIS : q 2, s ! 1 con = q 2 / s fissato 1 ¸ ¸ 0 la coppia di leptoni non interagisce con la coppia di adroni iniziali ! e` manifestazione del decadimento dei bosoni di gauge intermedi prodotti dalla annichilazione adronica bosoni di gauge a spin 1 con Q 2 ¸ 0 ! risonanze mesoniche vettoriali ! decadimento ! produzione di coppie leptoniche con p T

3 31-Ott-073 x 1/2 = frazione del momento longitudinale ! x F = momento longitudinale della coppia nel c.m. rispetto al momento longitudinale massimo possibile supponiamo H 2 = fascio e H 1 = target x F ! -1, x 2 ! 1 x 1 ! 0 c.m. 21 angoli indietro lab 2 1 2 1 angoli in avanti x F ! 1, x 2 ! 0 x 1 ! 1 situazione rovesciata energia disponibile della reazione elementare : (p 1 + p 2 ) 2 » 2 p 1 ¢ p 2 = x 1 x 2 (P 1 + P 2 ) 2 = x 1 x 2 s

4 31-Ott-074 solite formule, applicate al processo DY somma sugli stati di polarizzazione dei leptoni finali

5 31-Ott-075 QPM picture approssimazione: Q 2 non elevato ! bosone di gauge energia disponibile nel c.m. della reazione elementare : (p 1 + p 2 ) 2 » 2 p 1 ¢ p 2 = x 1 x 2 2 P 1 ¢ P 2 » x 1 x 2 (P 1 + P 2 ) 2 = x 1 x 2 s processo elementare: esempio: produzione di + - elastico N c modi di creare la coppia conservando il colore nel vertice; ciascuna f porta N c ! ( N c £ N c ) / N c = N c ! test di SU c (3)

6 31-Ott-076 QPM: test sperimentali oppure, con scaling 8 s ! interazione elementare puntiforme ! a) scaling della sez. durto

7 31-Ott-077 exp. E605 - Fermilab Phys. Rev. D43 (91) 2815 piccole deviazioni perche` pQCD ! f (x, logQ 2 )

8 31-Ott-078 exp. E605 - Fermilab Phys. Rev. D43 (91) 2815

9 31-Ott-079 b)rapporto di carica di DY su nuclei isoscalari nuclei isoscalari ! n u = n d (ex. 12 C) perche`? = x 1 x 2 ! 1 valence area = x 1 x 2 ! 0 sea area meccanismo elementare Fermilab Phys. Rev. Lett. 42 (79) 948 M » J/ ! meccanismo differente

10 31-Ott-0710 c) rapporto DY tra e N N non ha antiquark di valenza per annichilazione ! cresce con M = Q Fermilab Phys. Rev. Lett. 42 (79) 948

11 31-Ott-0711 al crescere di Q 2 ´ M 2 si eccitano altre risonanze mesoniche vettoriali : * ! + - X M » 3 GeV J/ ! + - X M » 9 ¥ 10.5 GeV Y ! + - X …. M & 70 GeV Z 0, W § QPM picture : discrepanze meccanismo elementare diverso da QPM picture (QED) InoltreK factor = misura delle correzioni pQCD oltre il QPM

12 31-Ott-0712 exp. E605 - Fermilab Phys. Rev. D43 (91) 2815 spettro della famiglia Y differente distribuzione in q T della coppia di leptoni ! nuovo meccanismo ? fit a risonanze Y background non risonante

13 31-Ott-0713 Distribuzione angolare della coppia leptonica c.m. degli adroni c.m. dei leptoni (Collins-Soper frame) se q T (l 1 l 2 ) 0 ! direzione di annichilazione non nota Collins-Soper frame: asse z = direzione media

14 31-Ott-0714 Fermilab Phys. Rev. Lett. 42 (79) 948 distribuzione angolare » (1 + cos 2 ) data dal processo elementare e + e - ! + - pero` sulla risonanza J/ distribuzione piatta ! meccanismo diverso da * ! + - J/ ! + - ?

15 31-Ott-0715 3 vettori indipendenti P 1, P 2, q conservazione parita`, no polarizzazione ! struttura simmetrica base tensoriale: b 1 =g, b 2 =q q, b 3 =P 1 P 1, b 4 =(P 1 q + P 1 q ), b 5 =(P 2 q + P q ), b 6 = (P 1 P 2 + P 1 P 2 ), b 7 = P 2 P 2 tensore adronico W = i c i (q 2, P 1 ¢ q, P 2 ¢ q, P 1 ¢ P 2 ) b i conservazione della corrente q W = W q = 0 ! 3 relazioni gauge-invarianza QED ! termini lineari in q =0 Distribuzione angolare e discrepanze da QPM W :

16 31-Ott-0716 Distribuzione angolare (continua) polarizz. del * trasversalongitudinale 1 spin flip2 spin flip elementi non diagonali della matrice densita` di elicita`della coppia H 1 H 2 on-shell (anti)quark con spin ½ = 1 ) W L = 0 1 ) frame differente con q T 0 (Collis-Soper frame ! = 0.85) meccanismo differente ! q T 0

17 31-Ott-0717 p p ! + - X M > 4 GeV (no J/ ) » 1 ! W T dominante Fermilab Phys. Rev. Lett. 43 (79) 1219 Ma sulla risonanza J/ meccanismo puo` essere diverso. DY appartiene a classe piu` generale di processi A+B ! C+X dove meccanismo elementare puo` essere piu` complicato: QCD Compton – g fusion

18 31-Ott-0718 Fermilab Phys. Rev. Lett. 43 (79) 1219 correzioni radiative pQCD ! dipendenza q T q e`off-shell ! W L 0 ! (q T ) < 1