Всички съществуващи могат да бъдат разделени в няколко групи, в съответствие с която частици в света ускорител (сблъсък греди ускорители) на се ускоряват и се сблъскват една с друга:

• електрон-позитрон ускорители;
• електрон-протонни ускорители;
• адрони (протон-протон, протон-антипротон, ядрени) ускорители.

Експерименти в адронен ускорители, които включват ГАК, имат редица функции, които са полезни за различиш.

Как типичен протон-протонни сблъсъци

Протон - съставна частица; Състои се от три кварка (две ф-кварк с електрически заряд +2/3 и г-кварк с такса от -1/3), които са закрепени заедно глуонен област. Въпреки това, ако протона се движи със скорост, в непосредствена близост до скоростта на светлината, полето глуонната в него престава да бъде задължителна сила, но се материализира под формата на поток от частици - глуони - които са плаващи близо кварките. Може да се предположи, че бързо развиващата се състои от протон смесват помежду си глуонен, кварк и антикварк дори "облаци" - Партън плътности.

При много високи енергии протонни се пълни предимно глуони и кварките и антикварка в него много по-малки. Протони и антипротони в такива условия ще са почти едни и същи, и така че няма голяма разлика, че настоява - протони с протони (както в LHC) или протони с антипротони (като ускорителя Теватрон).

Когато два протона се сблъскват с главата напред, това не означава, че всеки, непременно Партън хитове на нещо вътре в протона брояч. Обикновено всичко идва по-лесно - един кварк от протон се сблъсква с някой от сблъсък протон и останалите partons просто летят минало.

Се изправиха един срещу друг partons са силни "удар" ги свали от протоните майки. То обаче глуонен има важна имот - раждане. който не позволява кварките да отлетят просто ей така. Вместо това, той Hadronization - въздействие на енергия се изразходва за раждането на многобройни адрони. Това е така, защото на hadronization протон-протон сблъсък е толкова различен от електрон-позитрон. В този процес partony- "наблюдатели" е взел активно участие.

Като правило, удар с Партън се получава главно надлъжно отколкото напречно. В резултат на адрони се произвеждат предимно от голям надлъжен и напречен импулси малък. Поради тази характеристика на сблъсъците на протони-протонни изглежда така:

В типичен протон-протон сблъсък при високи енергии, родени използва множество адрони. Ъгловото разпределение на разсейване не е изотропно, и "натискане" на оста на сблъсък. (Фиг. Ivanov)

Ето схематично показва процеса на производство на множествена адрони. Всеки адронен стрелката лично, дължината на стрелката отговаря приблизително инерция адронен. В резултат на адрони не е изотропно разпръсна във всички посоки, като сякаш закован на оста на сблъсък.

От време на време там е особено труден процес, в който се сблъскват partons са силни кръстосано удар. Тези partons се излъчват с голяма напречна инерция, и последиците hadronization в този случай, са както следва:

Понякога има тежък сблъсък, а след това в допълнение към стандартния фон адронен лети тесни потоци от високоенергийни адронен - ​​джетове адронен. (Фиг. Ivanov)

производство адронен групирани както по оста сблъсък и около посоката на емисиите на твърдия Партън. Промени адрони, отделяни в приблизително една и съща посока, наречена адронен струята.

В допълнение към твърдия изпуснатите две partons, има и други механизми джетове раждането. Така, в сблъсъка на две partons челото на челото може да се роди много тежки частици (например Z-бозон), който след това се разделя на две извара, тъй като те вече генерира струи. Всъщност, изучаването на събития с джетове - това е един от начините за търсене на тежки нестабилни частици. Има и многоструйни събития.

Кинематика на протон-протонни сблъсъци

Тъй като много partons вътре протона, всеки Партън носи само малка част от общата енергия на протона. Поради това, общата енергия на сблъсък на два partons получи значително по-малко от номиналните енергийни сблъсъците протон-протонни. Например, когато две LHC протони се сблъскват с енергия на 7 + 7 TEV процеси partons възникнат сблъсъци, например, с енергии на 1 + 2 TeV или 0.5 + 0.3 TeV или 0.2 + 0.05 TeV и т . г.

Всички тези сблъсъци се случват с определена честота, толкова по-малка от енергията, толкова по-често те се случват. Ето защо увеличаването на енергията на протоните води до рязко увеличаване на напречното сечение на много интересни сблъскване процеси. Например, един протон-антипротон ускорител Теватрон да възникне сблъсък между две partons с енергия от 0.5 + 0.3 TeV LHC но те съществуват няколко порядъка повече.

Поради факта, че разпределението на частиците не е изотропно, и се притиска кинематиката на оси на частиците в адронен ускорител удобно описани от променливата "бързо ъгъл". В тези променливи е удобно разпределени на различни видове процеси в протонни сблъсъци.

Трудности, изучаващи протон-протонни сблъсъци

Има две основни трудности при изучаването на протон-протонни сблъсъци, една експериментална и един теоретичен.

• Във всеки сблъсък роден прекалено много частици. Някои от тях в същото време не влезе в детектора, а "лети в тръба", така че да се разбере, че е много трудно в тази каша.
• Теоретиците са добри брой процеси, свързани с отделните кварките и глуоните, но описват Hadronization от първите принципи все още не е възможно. Hadronization трябва да отчита с помощта на цифрова симулация, и затова връзката между теория и експеримент не е толкова директно като, например, в електрон-позитрон сблъсъци.

Все пак, има няколко трика на тази ситуация все още се учат много нови неща.

Първо, не всички произведени частици са еднакво "интересни." Най-важната информация се носи от частици с висока напречна скорост, т.е. струя. Емисии ъгли и енергията на струята "помнят" твърдия сблъсък между кварки и глуони, която е довела до тях. Чрез изучаване на свойствата на струи, експериментаторите могат да намерят по-тясна връзка с теорията.

На второ място, в допълнение към понякога адрони са родени и други високо енергийни частици - електрони, мюони, фотони. Тези частици не участват в силното взаимодействие, така че те не пречат hadronization. Избирането събития такива частици могат да бъдат изследвани много по-рядко, отколкото процесите изключително адронен събития.