Was ist ein Viererimpuls Q2 von 0,35 (GeV2) und wie kann ich daraus die Beschleunigungsenergie von Elektronen bestimmen?
Danke im Vorraus
Melissa
Hallo @Blau_Melissa,
du kennst vermutlich aus dem Mathematikunterricht Vektoren, typischerweise eine Klammer mit drei Zahlen darin. Das sind dann die Komponenten in die drei Raumrichtungen x, y und z. Man kann die Vektorrechnung verwenden, um geometrische Fragestellungen zu untersuchen (Bewegungsaufgaben, Schattenwurf und dergleichen).
In der Physik benutzt man Vektoren auch oft, weil viele physikalische Größen Vektoren sind, zum Beispiel der Ort, die Geschwindigkeit, der Impuls, die Beschleunigung und die Kraft. Man benutzt dann den Ortsvektor, den Geschwindigkeitsvekor, den Impulsvektor usw. Die physikalischen Größen treten dann also als dreidimensionale Vektoren auf. Man schreibt etwa den Impulsvektor p = (px, py, pz).
In der Relativitätstheorie beschreibt man die Welt aber als einen vierdimensionalen Raum, den sogenannten Minkowskiraum oder auch die vierdimensionale Raumzeit. Deswegen verwendet man dann sinnvollerweise vierdimensionale Vektoren. Man muss also irgendwie unterscheiden zwischen dem dreidimensionalen Impuls aus der Mechanik und dem vierdimensionalen Impuls aus der Relativitätstheorie. Das tut man verbal oft dadurch, dass man den vierdimensionalen Größen den Wortbestandteil Vierer voranstellt. Der Viererimpuls und die Vierergeschwindigkeit sind also vierdimensionale Vektoren in der Raumzeit.
Wenn ein Teilchen den dreidimensionalen Impuls (px, py, pz) und die Energie E hat, dann bildet man aus diesen beiden Größen den Viererimpuls (E/c, px, py, pz).
Den weiteren Teil der Frage kann man noch nicht beantworten, weil deine Angaben nicht richtig sind. Der Viererimpuls kann kein Zahlenwert sein. Und GeV2 ist auch keine passende Einheit. Bitte überlege noch einmal, was genau du wissen möchtest. Und gib vielleicht auch noch an, welchen Hintergrund du hast, was du über die Relativitätstheorie und die dazu benötigte Mathematik weißt.
Liebe Grüße
vom Namenlosen
Vielen herzlichen Dank für die Ausführungen. Es geht um die Zacke bei Q^2=0,35 (GeV^2) der Polarisierbarkeit von Protonen, eine Publikation, die neulich in Nature erschienen ist. Und ich möchte gerne wissen, ob man daraus die kinetische Energie der Elektronen, die an dem Protronen gestreut werden, ausrechnen kann.
Herzliche Grüße Melissa
Hallo @Blau_Melissa,
dein Link verweist auf eine Suche mit 99 Treffern…
Falls du diesen Artikel meinst, ist die zugrundeliegende Publikation vermutlich diese hier.
Liebe Grüße
vom Namenlosen
Welcher Artikel ist es denn nun?
oder
Und du gibst uns jetzt die Zugangsdaten deines Institutes?
Mit Hilfe der χPT (chiral perturbation theory) werden in der Quantenchromodynamik die Spin-Zustände bzw.Spin-Polarisationen im Quarksee des Protons beschrieben. Studiert werden sie mit elastischer Elektronstreuung. Elastisch, weil dabei keine neuen Teilchen erzeugt werden, sondern nur excited states in der Quark-Gluon-WW.
Wie du aus dem zugehärigen Feynman-Graphen siehst, greift dabei das virtuelle γ am Proton an, das für den Impulsübertrag q² verantwortlich ist. q² (in der Mott-Streuung Q² = - q²) ist dabei eine Funktion q² = f(E, E’, θ), mit θ Streuwinkel, und E’ unter Berücksichtigung des Proton-Rückstoßes. Die Einheit wird also in GeV² angegeben.
Q² = - q² ist also kein 4-Impuls, sondern der 4-Impuls-Übertrag. Über den Effekt auf das Elektron sagt das nichts aus, zumal Q² ja vom Streuwinkel θ abhängt.
Gruß
Metapher