soft und hard collisions bei Teilchenbeschleunigern (LHC)

eya · Gast

Meine Frage:
Ich beschäftige mich gerade mit dem ATLAS-Experiment, bei dem Protonenkollisionen untersucht werden. Eine der wichtigsten Aufgaben des Detektors, bzw des Triggersystems ist, zwischen soft-collisions (habe auch den Ausdruck large-distance collision gefunden) und hard collisions (head-on collision). Ich frage mich, warum erstere uninteressant sind und aussortiert werden?

Meine Ideen:
Liegt es daran, dass der Endzustand bei soft collisions einfach nicht einwandfrei rekonstruiert werden kann, weil die Teilchen nicht genügend Transversalimpuls bekommen, um von den Detektoren gemessen werden zu können? Oder hat es irgendwas mit der Physik bei diesen Vorgängen zu tun, also reicht da die Energie nicht aus um neue Teilchen entstehen zu lassen, weil nicht alle Energie übertragen wird, wenn die Teilchen nicht frontal aufeinanderprallen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18062

Ich denke, es geht darum, dass bei einem harten Prozess aus zwei Quarks direkt ein virtuelles Gluon entsteht und einen großen Impulsbruchteil wegträgt, während alle anderen Quarks und Gluonen nur zum Hintergrund beitragen. Die Quarks tragen Impulsbruchteile x und x' der Protonenimpulse p und p'; dazu konstruiert man den Impulsübertrag

q = xp - x'p'

sowie Q² = -q². Für ein reelles Gluon wäre Q² = m² = 0; in unserem Fall ist aber Q² > 0, d.h. das Gluon kann in entsprechend massive Endzustände zerfallen. Für harte Prozesse steht also entsprechend eine große invariante Masse zur Verfügung.

(ich bin aber auch schon darüber gestolpert, dass ich keine exakte Definition von "hard" und "soft" gefunden habe und werde nochmal suchen)