vorwärts rückwärts asymmetrie

Physiker123456 · Gast

Meine Frage:
Hi
Also ich habe da eine Frage:
Ich soll die vorwärts-rückwärts-asymmetrie bei 3 verschiedenen situationen berechnen.

1.

2.

3.

Meine Ideen:
Ok also zu
1. Da nur die schwache WW eine vorwärts-rückwärts-asymmetrie verursacht habe ich mir die feynman-graphen dazu gemalt. das sind 4 stück da ja jeweils die eletronen und myonen entweder links- oder rechts-händig sein können. nun muss ich die jeweilige kopllungsstärke berechnen.
(kann man irgendwo ein vernünftiges programm bekommen mit dem man feynman-graphen zeichnet?)
die kopllungsstärke berechnet man so wie ich das verstehe ja nach

mit q = ladung, t = ISospin q_w = Weinberg-Winkel

Dann sind die verschiedenen Kopplungsstärken zu berechnen nach

Hoffe das ist soweit richtig.

bei 2. & 3. stehe ich leider nen bisschen auf dem schlauch.

Hoffe ihr könnt mir helfen.

LG

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

Was genau ist die Frage die Du lösen sollst? Ich würde mich wundern wenn es wirklich einfach "Ich soll die vorwärts-rückwärts-asymmetrie bei 3 verschiedenen situationen berechnen." ist. Das ist nämlich zwar bekannt und nachzulesen, aber gar nicht so trivial... und hat auch nicht unbedingt was mit der schwachen WW zu tun (siehe z.B. http://arxiv.org/abs/hep-ph/9802268 ).

Physiker123456 · Gast

Hi also ich würde gerne wissen ob meine überlegungen zum elektron positron zu myon zerfall so passen. und wie genau ich die feynman-graphen bei einer proton proton kollision bei der t t bar berechne ich habe verstanden wie das bei leptonen funktioniert ich bin mir aber einfach nicht sicher wie ich das bei quark zerfällen mache.

und ob jemnd ein programm kennt, mit dem man gut feynman graphen zeichnen kann.

LG

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

Physiker123456 · Gast

Nein ich sollte mich infolge eines Vortrags an unserer Schule darüber informieren wie die vorwärts-rückwärts-asymmetrie zustande kommt. ich habe mich ein wenig eingelesen aber nicht alles verstanden. daher habe ich mit meinem lehrer darüber gesprochen. er meinte ich solle mir erstmal die kollision von elektron und positron und daraus resultierenden myonen anschauen. er hat mir dann erklärt, dass im SM nur die schwache WW einen unterschied erklären kann. Dazu habe ich mir oben beschriebene Gedanken gemacht. Wo genau liegt denn da mein Denkfehler?

Also dazu muss ich sagen, dass ich es erstmal nur im Rahmen des SM erklären soll.

Und dann sollte ich eben in diesem Rahmen zu den beiden anderen Punkten übergehen.

Hoffe das klärt deine Frage.

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

zu 1.
In erster Näherung braucht man nur ein Feynman Diagram:

Arg vereinfacht ausgedrückt: Bei Elektronen und bei Myonen "mischen" sich die R- und L-Anteile während sie sich "durch den Raum bewegen" (ist nicht gut ausgedrückt, aber mir fällt gerade kein besserer Ausdruck ein). Darum packt man die Unterschiedlichen Kopplungsstärken direkt in die Kopplung ans Z:

, wobei

sogenannte Projektoren auf die entsprechenden Zustände sind.
Wenn man dann so die FB-Asymmetrie ausrechnet (FB für 'forward-backward'), erhält man (unter bestimmten Bedingungen)

.
(Seite 13: http://www.slac.stanford.edu/cgi-wrap/getdoc/slac-pub-4128.pdf )

zu 2. und 3.
Im Prinzip kommt auch der Effekt von 1 zu Tragen, aber hier wird das ganze etwas komplizierter. Es gibt einen sehr viel größeren (und schwieriger zu verstehenden) Beitrag von höheren QCD(!)-Korrekturen, von der Interferenz von Tree- und Loop-Diagrammen (siehe Fig. 1&2 in http://arxiv.org/pdf/hep-ph/9807420v1.pdf ). Dass es komplizierter ist, sieht man schon daran, dass das Paper nicht einfach eine einfache Formel wie bei 1 angibt.

Hinzukommt, dass keine elementaren Protonen/Antiprotonen kollidieren, sondern je ein Quark und ein Antiquark aus den Protonen/Antiprotonen. Die Asymmetrie in 2 ist dadurch etwas größer als in 3, da die Antiquarks im Antiproton im Schnitt einen höheren Impuls haben, als im Proton (oder äquivalent: die Quarks im Proton einen höheren Impuls als im Antiproton).

Ich weiss, das ist sehr viel aus einmal.. aber viel einfacher kann man diesen Effekt leider nicht erklären. Gerade 2 und 3 sind ganz und gar nicht einfach zu verstehen.

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

Das gesagt bezog sich bisher nur auf das SM.

Sollte es Physik jenseits des SM geben, kann es unter Umständen zu diesen Asymmetrien beitragen. Der Beitrag ist in der Regel allerdings nicht sehr gross und bisher sind z.B. die Asymmetrien in Top/Antitop auch nicht sehr präzise gemessen.