Параметр удара - Impact parameter

Параметр удара б и угол рассеяния θ.

В прицельный параметр ${\displaystyle b}$ определяется как расстояние по перпендикуляру между траекторией снаряда и центром потенциального поля ${\displaystyle U(r)}$ создается объектом, к которому приближается снаряд (см. диаграмму). Часто упоминается в ядерная физика (видеть Резерфордское рассеяние ) И в классическая механика.

Прицельный параметр связан с рассеяние угол ${\displaystyle \theta }$ к^[1]

${\displaystyle \theta =\pi -2b\int _{r_{\mathrm {min} }}^{\infty }{\frac {dr}{r^{2}{\sqrt {1-(b/r)^{2}-2U/mv_{\infty }^{2}}}}}}$

куда ${\displaystyle v_{\infty }}$ - скорость снаряда, когда он находится далеко от центра, и ${\displaystyle r_{\mathrm {min} }}$ это его ближайшее расстояние от центра.

Рассеяние от твердой сферы

Самый простой пример, иллюстрирующий использование прицельного параметра, - это рассеяние от сферы. Здесь объект, к которому приближается снаряд, представляет собой твердую сферу радиусом ${\displaystyle R}$. В случае твердой сферы ${\displaystyle U(r)=0}$ когда ${\displaystyle r>R}$, и ${\displaystyle U(r)=\infty }$ за ${\displaystyle r\leq R}$. Когда ${\displaystyle b>R}$, снаряд не попадает в твердую сферу. Мы сразу видим, что ${\displaystyle \theta =0}$. Когда ${\displaystyle b\leq R}$, мы находим, что ${\displaystyle b=R\cos \left({\frac {\theta }{2}}\right)}$.

Центральность столкновения

В ядерная физика высоких энергий - в частности, в эксперименты на встречных пучках - столкновения можно классифицировать по их параметру удара. Центральные столкновения имеют ${\displaystyle b\approx 0}$, периферийные столкновения имеют ${\displaystyle 0<b<2R}$, а ультрапериферийные столкновения имеют ${\displaystyle b>2R}$, где сталкиваются ядра рассматриваются как твердые сферы с радиусом ${\displaystyle R}$.

Поскольку цветовая сила имеет чрезвычайно малый радиус действия, он не может связывать кварки, разделенные радиусом намного больше одного нуклона; следовательно, сильные взаимодействия подавляются в периферических и ультрапериферических столкновениях. Это означает, что множественность частиц в конечном состоянии обычно максимальна в наиболее центральных столкновениях из-за партоны предполагал наибольшую вероятность какого-либо взаимодействия. Это привело к заряженная частица множественность используется в качестве общей меры центральности столкновения (заряженные частицы гораздо легче обнаружить, чем незаряженные).

Поскольку сильные взаимодействия практически невозможны в ультрапериферических столкновениях (UPC), их можно использовать для изучения электромагнитных взаимодействий, т. Е. фотон-фотон, фотон-нуклонные или фотон-ядерные взаимодействия - с низким фоновым загрязнением. Поскольку UPC обычно производят от двух до четырех частиц в конечном состоянии, они также относительно «чисты» по сравнению с центральными столкновениями, которые могут производить сотни частиц на мероприятие.

Смотрите также

• Расстояние ближайшего приближения
• Гиперболическая траектория # Параметр удара
• Тесты общей теории относительности

Рекомендации

1. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. (1976) Механика, 3-й. изд., Pergamon Press. ISBN  0-08-021022-8 (твердая обложка) и ISBN  0-08-029141-4 (мягкое покрытие).

• http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nuclear/rutsca2.html