Download - Piękny Spin
![Page 1: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/1.jpg)
Piękny SpinAgnieszka Ilnicka
Opieka: dr Joanna Kirylukprof. Barbara Badełek
![Page 2: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/2.jpg)
Krótka historia spinu: Koncepcja Uhlenbecka - Goudsmitha Eksperyment Sterna – Gerlacha
Plan prezentacji:
Współczesne eksperymenty spinowe: Spin jako laboratorium do odkrywania fizyki poza
Modelem Standardowym - eksperyment g-2 w BNL
Problem ze spinem nukleonu – eksperyment COMPASS
Wykorzystanie spinu do mierzenia trudno otrzymywalnych wielkości – pomiary formfaktorów protonu w JLab
![Page 3: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/3.jpg)
Przedstawiona w 1925 Próba zrozumienia anormalnego efektu Zeemana Wprowadzili pojęcie spinu do fizyki – jako
wewnętrznego momentu pędu elektronu
Koncepcja Uhlenbecka - Goudsmitha
‚This is a good idea. Your idea may be wrong, but since both of you are so young without any reputation, you would not lose anything by making a stupid mistake’
P.Ehrenfest
Uhlenbeck, Kramers i Goudsmit
![Page 4: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/4.jpg)
Dobry eksperyment poparty złą teorią Przeprowadzony w 1921 Miał ostatecznie rozstrzygnąc między klasyczną i
kwantową koncepcją Eksperyment w którym „objawił się” spin
Eksperyment Sterna - Gerlacha
Au = [Kr]5
![Page 5: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/5.jpg)
Eksperyment Sterna - Gerlacha
Wyniki z 1922 roku, z poprawionej aparatury. Widać w minimum po środku, a więc wiązka uległa rozszczepieniu!
![Page 6: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/6.jpg)
Eksperymenty współczesne
![Page 7: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/7.jpg)
Pomiar ładunku słabego elektronu (SLAC E158) i protonu (JLab Qweak)
Eksperymenty z elektrycznym dipolowym momentem neutronu (LANSCE)
Mionowy eksperyment g-2 w BNL
Odkrywanie fizyki poza Modelem Standardowym przy pomocy spinu
![Page 8: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/8.jpg)
Eksperyment g-2 w BNL
𝑎=𝑔−22
=(QED)+(weak)+(had)
(SM)=11659180(8)~α/(2π) ~10-6 QED
QED weak
had
~5•10-5 QED
Poza SM
~10-6 QED
![Page 9: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/9.jpg)
Eksperyment g-2 w BNL
![Page 10: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/10.jpg)
Eksperyment g-2 w BNL
![Page 11: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/11.jpg)
Eksperyment g-2 w BNL
Zwiększenie liczby zebranych przypadków Nowe zakrzywiające magnesy nadprzewodzące i osłony Instalacja magnesu maskującego tło od AGS Pozbycie się komplikacji związanych z koherentną oscylacją
betatronową (CBO)
![Page 12: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/12.jpg)
Eksperyment g-2 w BNL
(SM)=11659180(8)(exp)=11656208(6)
![Page 13: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/13.jpg)
1933 – zmierzony moment magnetyczny protonu: Eksperymenty niespolaryzowane DIS Nukleon ma wewnętrzną strukturę! Momenty magnetyczne kwarków walencyjnych
sumują się do barionowych A jak jest ze spinem?
Problem ze spinem nukleonu
Kryzys spinowy!
![Page 14: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/14.jpg)
Problem ze spinem nukleonu
![Page 15: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/15.jpg)
Skąd się może wziąć spin nukleonu? Kwarki (walencyjne i morza) Gluony Moment orbitalny (kwarków i gluonów)
Problem ze spinem nukleonu
EMC/SMC~20%
SMC/RHIC/COMPASSmało
Jak zmierzyć?
![Page 16: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/16.jpg)
EMC () SMC (, G) COMPASS (, G) HERMES (DESY) (, G) E142, E143, E154, E155 (SLAC) () RHIC (BNL) (G)
Eksperymenty badające spin nukleonu:
CERN
![Page 17: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/17.jpg)
Spolaryzowane rozpraszanie głęboko nieelastyczne mionu na nukleonie:
Eksperyment EMC/SMC/COMPASS
μ(k) μ’(k’)
γ*(q)
q(xP)
p(P) X
Pomiar asymetrii:
NNNNA
N SSt
exp
∆ Σ
![Page 18: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/18.jpg)
Eksperyment SMC/COMPASS
X
Spolaryzowane rozpraszanie głęboko nieelastyczne mionów na nukleonie – zbierane informacje w koincydencji z innym zdarzeniem.
𝜇𝑁→𝜇 ′ +h𝑎𝑑 (𝑐 )+𝑋ccpTB
cccc
cccc fDAPPNNNNA
exp
GGA XccN
XccNccp
𝜇𝑁→𝜇 ′ +h+¿h− (𝑝𝑇 )+ 𝑋 ¿
GSMC/HERMES/
COMPASS
COMPASS
PGF
![Page 19: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/19.jpg)
Układ eksperymentalny:
Eksperyment EMC/SMC/COMPASS
Wiązka μ130cm
3cm𝑆𝜇
Polaryzacja: P=0% P=90%
DNP
Spolaryzowana tarcza
![Page 20: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/20.jpg)
Jak się tworzy spolaryzowaną tarczę? Metoda dynamicznej polaryzacji jądrowej (DNP)
Eksperyment COMPASS
![Page 21: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/21.jpg)
Eksperyment COMPASS
Identyfikacja produktów rozpadów cięzkich kwarkówD0→πK D* → D0 π → π π K Odtwarzanie kinematyki rozproszonych mionów
![Page 22: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/22.jpg)
Eksperyment COMPASS
![Page 23: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/23.jpg)
Wkład kwartów s do elektromagnetycznych formfaktorów nukleonów (JLab)
Gęstość neutronów w cięzkich jądrach Pomiar iloczynu formfaktorów protonu (JLab)
Wykorzystanie spinu do mierzenia trudno otrzymywalnych wielkości
![Page 24: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/24.jpg)
Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji:
![Page 25: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/25.jpg)
Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji:
Formfaktor – transformata Fouriera rozkładu ładunku lub magnetyzowalności
Można przybliżać formfaktorem dipolowym:
![Page 26: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/26.jpg)
Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji:
![Page 27: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/27.jpg)
Rozpraszanie elastyczne
Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji:
(E,k )
e’ (E’,k’ )
γ (ν,q )
p(M )
()�⃗� 𝒑→𝒆 �⃗�
![Page 28: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/28.jpg)
Co mierzy się w eksperymencie? Przekrój czynny (σ) Składowe polaryzacji wybitych protonów(Pl, Pt )
Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji:
𝐺𝐸
𝐺𝑀∝𝑃𝑡
𝑃 𝑙
![Page 29: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/29.jpg)
Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji:
Rozkład ładunku oraz magnetyzowalności w protonie znacznie się różni!
![Page 30: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/30.jpg)
Wiele eksperymentów spinowych Badanie spinu samego w sobie Wykorzystywanie spinu do badania
właściwości materii i testowania modeli teoretycznych
Podsumowanie:
![Page 31: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/31.jpg)
Dziękuję za uwagę!
![Page 32: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/32.jpg)
![Page 33: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Piękny Spin](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062302/5681663f550346895dd9ab3f/html5/thumbnails/35.jpg)
Pomiar iloczynu formfaktorów za pomocą przenoszenia polaryzacji:
~σ