R (relación de sección transversal)

R es la relación entre la sección transversal hadrónica y lasección transversal muónica en las colisiones electrón - positrón :

${\displaystyle R={\frac {\sigma ^{(0)}(e^{+}e^{-}\rightarrow \mathrm {hadrons} )}{\sigma (e^{+}e^{-}\rightarrow \mu ^{+}\mu ^{-})}},}$

donde el superíndice (0) indica que la sección transversal ha sido corregida para la radiación del estado inicial. R es una entrada importante en el cálculo del momento dipolar magnético anómalo . ^[1] Se han medido valores experimentales para energías del centro de masa de 400 MeV a 150 GeV. ^[2]

R también proporciona confirmación experimental de la carga eléctrica de los quarks , en particular el quark charm y el quark bottom, y la existencia de tres colores de quarks. ^[3] Un cálculo simplificado de R arroja

${\displaystyle R=3\sum _{q}e_{q}^{2}/e^{2},}$

donde la suma es sobre todos los sabores de quarks con masa menor que la energía del haz. e _q es la carga eléctrica del quark, y el factor de 3 representa los tres colores de los quarks. Se han calculado correcciones de QCD a esta fórmula. ^[4]

Generalmente, el denominador en R no es la sección transversal experimental μμ real , sino la sección transversal QED teórica fuera de resonancia: esto hace que las resonancias sean más visiblemente dramáticas que la normalización por la sección transversal μμ , que también se mejora enormemente en estas resonancias (estados hadrónicos y bosón Z).

Notas

1. Eidelman, S.; Jegerlehner, F. (1995). "Contribuciones hadrónicas a ( g −2) de los leptones y a la constante de estructura fina efectiva α( M _Z ² )". Zeitschrift für Physik C . 67 (4): 585–601. arXiv : hep-ph/9502298 . doi :10.1007/bf01553984. ISSN  0170-9739. S2CID  15083089.
2. Yao, WM; et al. (1 de julio de 2006). "Revisión de la física de partículas". Revista de Física G: Física nuclear y de partículas . 33 (1): 1–1232. arXiv : astro-ph/0601514 . Código Bibliográfico :2006JPhG...33....1Y. doi : 10.1088/0954-3899/33/1/001 . ISSN  0954-3899.Artículo 40
3. Yao, WM; et al. (1 de julio de 2006). "Revisión de la física de partículas". Revista de Física G: Física nuclear y de partículas . 33 (1): 1–1232. arXiv : astro-ph/0601514 . Código Bibliográfico :2006JPhG...33....1Y. doi : 10.1088/0954-3899/33/1/001 . ISSN  0954-3899.Sección 9.7
4. Gorishny, SG; Kataev, AL; Larín, SA (1991). "Las correcciones O (α _S ³ ) a σ _tot (e ⁺ e ^- → hadrones) y Γ (τ ^- → ν _τ + hadrones) en QCD". Letras de Física B. 259 (1–2): 144–150. doi :10.1016/0370-2693(91)90149-k. ISSN  0370-2693.