thumb|240px|Para kwark górny i jego antykwark rozpada się na dżety, widoczne jako skolimowane wiązki torów cząstek oraz innych fermionów w detektorze CDF w Tevatronie Dżet – skupiony stożek hadronów i innych cząstek powstających w wyniku zjawiska hadronizacji kwarków i gluonów w eksperymentach z cząstkami lub z ciężkimi jonami. Z powodu chromodynamicznego uwięzienia, cząstki przenoszące kolor, jak kwarki, nie mogą występować w stanie wolnym. Dlatego zanim mogłyby być bezpośrednio zaobserwowane, ich fragmenty w hadronach tworzą dżety. Aby poznać właściwości samych kwarków, należy rejestrować dżety detektorami cząstek, a następnie studiować.

W fizyce relatywistycznych ciężkich jonów dżety są ważne, ponieważ początkowe twarde rozpraszanie jest naturalnym sondowaniem dla materii chromodynamicznej utworzonej w kolizji, i określa jej fazę. Kiedy materia chromodynamiczna ulegnie przejściu fazowemu w plazmę kwarkowo gluonową, znacząco rośnie utrata energii w ośrodku, efektywnie studząc wychodzący dżet.

Przykłady technik analizowania dżetów: rekonstrukcja (np. algorytm algorytm stożkowy), korelacja dżetów, tagowanie zapachów (np. b-tagowanie).

Model strunowy z Lund jest przykładem modelu fragmentacji dżetów.

Wytwarzanie Dżety powstają w procesie chromodynamicznego twardego rozpraszania, wytwarzającego kwarki lub gluony o dużym pędzie poprzecznym, w ujęciu partonowym zwane zbiorczo partonami. Prawdopodobieństwo powstania danego układu dżetów jest zadane przez przekrój produkcji dżetów, który jest średnią elementarnych procesów perturbacyjnych kwarku, antykwarku i gluonu, ważonych funkcją rozkładu partonów. Dla najczęstszych procesów produkcji par, rozpraszania dwucząsteczkowego, przekrój produkcji dżetów w kolizjach hadronowych jest dany przez

gdzie: – ułamek pędu podłużnego i przekaz czteropędu, – perturbacyjny przekrój chromodynamiczny reakcji – funkcja rozkładu partonów dla odnalezienia rodzaju cząstek w wiązce

Przekrój elementarny jest m.in. obliczany w celu otrzymania danego poziomu w teorii perturbacji (Peskin & Schroeder (1995)), sekcja 17.4. Przegląd różnych parametryzacji funkcji dystrybucji partonów i obliczanie kontekstu zdarzenia w generatorach Monte Carlo omawiane jest w T. Sjöstrand et al. (2003), sekcja 7.4.1.

Fragmentacja dżetów Perturbacyjne obliczenia chromodynamiki kwantowej może zawierać obdarzone kolorem partony w stanie końcowym, ale tylko pozbawione go hadrony wynikowe mogą być zaobserwowane eksperymentalnie. A zatem, aby opisać, co jest obserwowane w detektorze w ramach danego procesu, wszystkie wychodzące kolorowane partony muszą przejść przez proces kaskadowy, a potem kombinację w hadrony. W literaturze miękkie promieniowanie chromodynamiczne, formowanie hadronów lub oba procesy naraz określane są często zamiennie jako fragmentacja i hadronizacja.

Gdy parton wytworzony w twardym rozproszeniu wychodzi w oddziaływania, stała oddziaływania silnego rośnie wraz z separacją. Wzmaga to prawdopodobieństwo promieniowania chromodynamicznego, rozchodzącego się pod płytkim kątem w stosunku do macierzystego partonu. Tak więc, jeden parton będzie promieniował gluonami, które z kolei wypromieniują parę kwark-kwark i tak dalej, z każdym nowym partonem prawie kolinearnym z rodzicem. Można to opisać przy pomocy spinorów z funkcjami fragmentowania w podobnym znaczeniu, jak funkcje ewolucji gęstości partonów. Jest to opisane równaniem typu Dokshitzera-Gribova-Lipatova-Altarellego-Parisi (DGLAP)

Kaskady partonów wytwarzają partony o coraz mniejszej energii, przez co muszą opuścić region stosowalności perturbacyjnej chromodynamiki kwantowej. Do opisania trwania kaskady potrzebny jest model fenomenologiczny. Kombinacja kolorowych partonów w stan związany niekolorowych hadronów jest wewnętrznie nieperturbacyjna. Jednym z przykładów jest model strunowy z Lund, zaimplementowany w wielu nowoczesnych generatorach zdarzeń.

Bibliografia B. Andersson et al., Parton Fragmentation and String Dynamics, „Phys. Rep.” 97(2–3), s. 31–145 (1983). S.D. Ellis, D.E. Soper, Successive Combination Jet Algorithm For Hadron Collisions, „Phys. Rev.” D48, s. 3160–3166 (1993). M. Gyulassy et al., Jet Quenching and Radiative Energy Loss in Dense Nuclear Matter, in R.C. Hwa & X.-N. Wang (eds.), Quark Gluon Plasma 3 (World Scientific, Singapore, 2003). J.E. Huth et al., in E.L. Berger (ed.), Proceedings of Research Directions For The Decade: Snowmass 1990 (World Scientific, Singapore, 1992), 134. (Preprint at Fermilab Library Server) M.E. Peskin, D.V. Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory (Westview, Boulder, CO, 1995). T. Sjöstrand et al., Pythia 6.3 Physics and Manual, Report LU TP 03-38 (2003). G. Sterman, „QCD and Jets”, Report YITP-SB-04-59 (2004).

Linki zewnętrzne Generator zdarzeń Pythia/Jetset Monte Carlo

Kategoria:Fizyka cząstek elementarnych