Luminosité – Wikipedia

Le Luminosité

${displaystyle l}$

est un terme de l’accélérateur ou de la physique à haute énergie; Il décrit le nombre de rencontres de particules par zone et temps. La luminosité est l’un des paramètres les plus importants pour décrire les performances d’un accélérateur de particules.

La luminosité ne doit pas être confondue avec la luminosité; De nombreuses autres langues, en revanche, ont le même mot pour les deux termes (par ex. Anglais luminosité , Français luminosité , Espagnol luminosité ).

Le nombre d’événements de litige par temps

${displayStyle {dot {n}}}$

, par exemple dans un détecteur autour du point de croisement de deux rayons de particules sur un accélérateur, le produit de la section croisée est

${DisplayStyle Sigma}$

Avec luminosité

${displaystyle l}$

.

after-content-x4

${displayStyle {dot {n}} = {frac {{mathrm {d}} n} {{mathrm {d}} t}} = sigma cdot l}$

.

Si les événements sont limités à ceux dans une zone d’angle

${displayStyle {Mathrm {d}} Omega}$

, selon la section transversale différentielle

${displayStyle {tfrac {{Mathrm {d}} Sigma} {{Mathrm {d}} Omega}}}$

fois la luminosité le taux d’événement par zone

${displayStyle {Mathrm {d}} Omega}$

.

${displayStyle {frac {{Mathrm {d}} ^ {2} n} {{Mathrm {d}} oméga {Mathrm {d}} t}} = {frac {{Mathrm {d}} sigma} {{Mathrm {d}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}$

.

Alors que la section croisée de l’action est une propriété physique des particules tremblantes quel que soit l’accélérateur et le détecteur, la luminosité est caractéristique de l’accélérateur quelles que soient les propriétés physiques des particules. Cela dépend du nombre de particules dans les paquets de particules, de leur coupe commune, du nombre et de la fréquence avec laquelle elles entrent en collision.

La luminosité d’un anneau de stockage résulte des nombres

${displaystyle n_ {1}}$

et

${displayStyle n_ {2}}$

les particules dans les packages rencontrés. Bouquets) et le nombre

${displaystyle n}$

Les grappes avec la fréquence répétée

${displaystyle f}$

être amené à la collision; Les paquets de particules ont la zone de section croisée

${displaystyle a}$

:

${displayStyle l = {frac {ncdot n_ {1} cdot n_ {2} cdot f} {a}}.}$

^[d’abord]

La luminosité a la même unité que la densité du flux de particules, à savoir CM ⁻² s ⁻¹ . En règle générale, les rayons n’ont pas de densité partielle uniforme. Lorsque la densité partielle d’une distribution de Gauss avec les latitudes

${displayStyle Sigma _ {x}}$

et

${displayStyle Sigma _ {y}}$

suit, il y a une luminosité de

${displayStyle l = {frac {ncdot n_ {1} cdot n_ {2} cdot f} {4pi sigma _ {x} sigma _ {y}}}.}.$

^[2]

Si vous souhaitez examiner un processus aussi précisément que possible, i. H. Avec une signification statistique élevée, une luminosité élevée est nécessaire. Cela dépend de la structure de l’accélérateur et de la qualité des rayons de particules dans l’accélérateur.

La luminosité est généralement en cm ⁻² s ⁻¹ donné.

Pour la luminosité (intégrée) dans une expérience au fil du temps

${TextStyle int l, mihrm {d} t}$

Vous utilisez souvent la valeur réciproque de la grange de l’unité transversale, en particulier du pikobarn inverse et du Femtobarn inverse:

${displayStyle Mathrm {1; pb ^ {- 1} = 10 ^ {36}; cm ^ {- 2}},}$

,

${displayStyle mathrm {1; fb ^ {- 1} = 10 ^ {39}; cm ^ {- 2}},}$

.

Au LHC accéléré, une luminosité de 1,75 · 10 ³⁴ cm ⁻² s ⁻¹ atteint, ^[3] Sur les luminosités Tevatron d’environ 4 · 10 ³² cm ⁻² s ⁻¹ ont été atteints. ^[4] Le record du monde actuel est détenu au Japon par l’accélérateur électronique / positron et est de 2,11 · 10 ³⁴ cm ⁻² s ⁻¹ (7. juin 2009). ^[5] Cependant, les différents accélérateurs sont difficiles à comparer en raison de leurs différentes méthodes de construction et du type de particules accélérées. Le LHC détient le record du monde pour les accélérateurs de proton.

1. ↑ Bogdan Povh, Klaus Rith, Christoph Scholz, Frank Zetsche: Particules et grains (“Particules et noyaux”). 5e éd. Springer, Berlin 2006, ISBN 978-3-540-36683-6
2. ↑ D. A. Edwards et M. J. Syphers: Physique de l’accélérateur des colliders. Groupe de données de particules, Juli 2011, Consulté le 13 février 2017 .
3. ↑ Parcelles de performance , consulté le 10 octobre 2017
4. ↑ Fnal.gov: Luminosité de Tevatron ( Mémento des Originaux à partir du 23 mars 2010 dans Archives Internet ) Info: Le lien d’archive a été utilisé automatiquement et non encore vérifié. Veuillez vérifier le lien d’origine et d’archiver en fonction des instructions, puis supprimez cette note. @d’abord @ 2 Modèle: webachiv / iabot / www.fnal.gov
5. ↑ Tetsuo Abe et al .: Réalisations de Kekb. Dans: Programme. Théorie. Exp. Phys. 03A001, 2013, S. 1–18, doi: 10.1093 / ptep / pts102 .