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impulsion transverse

La composante de l'impulsion d'une particule perpendiculaire à l'axe du faisceau dans un collisionneur.
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Description

L'impulsion transverse est la composante de l'impulsion d'une particule qui est perpendiculaire à l'axe du faisceau dans une expérience de collisionneur. En physique des particules, lorsque deux faisceaux de particules entrent en collision frontale, l'impulsion totale le long de la direction du faisceau est conservée et est essentiellement nulle avant la collision. Toute particule produite dans la collision qui possède une impulsion perpendiculaire au faisceau doit être équilibrée par d'autres particules ayant une impulsion transverse opposée, de sorte que la somme vectorielle de toutes les impulsions transverses dans un événement est nulle. Cela fait de l'impulsion transverse un outil puissant pour identifier les particules qui échappent à la détection, comme les neutrinos, qui emportent de l'impulsion sans laisser de trace dans le détecteur.

Histoire

Le concept d'impulsion transverse est devenu central avec le développement des expériences à faisceaux en collision dans les années 1960 et 1970, en particulier au CERN et à Fermilab, où il a été utilisé pour analyser les produits des collisions à haute énergie.

Comment ça marche

Dans un collisionneur, l'axe du faisceau définit la direction z. Pour chaque particule détectée, son vecteur impulsion est décomposé en une composante longitudinale (le long du faisceau) et une composante transverse (dans le plan perpendiculaire au faisceau). L'impulsion transverse est calculée à partir de l'énergie de la particule et de son angle par rapport au faisceau. Comme l'impulsion transverse initiale est nulle, tout déséquilibre dans les impulsions transverses détectées indique la présence de particules invisibles. C'est la base de nombreuses recherches de nouvelle physique, comme les candidats à la matière noire, qui se manifesteraient par une impulsion transverse manquante.

En pratique

L'impulsion transverse est utilisée dans toutes les expériences de collisionneurs de particules pour mesurer les propriétés des particules connues, en découvrir de nouvelles et rechercher une physique au-delà du modèle standard, comme la supersymétrie ou les dimensions supplémentaires.

Anecdote

L'impulsion transverse des particules d'un jet peut être utilisée pour déduire la masse du quark ou du gluon d'origine qui a produit le jet, une technique qui a contribué à la découverte du boson de Higgs.

Concept graph →

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