Lluminositat (física de partícules)
En física de partícules i en la teoria de la dispersió, la lluminositat (L) és una propietat dels feixos de partícules col·lisionats que ve donada pel ràtio del nombre d'esdeveniments detectats (dN) en un període de temps determinat (dt) i la secció eficaç d'interacció de les partícules col·lisionats (σ): [1]
Té les dimensions de nombre d'esdeveniments per unitat de temps i per unitat d'àrea, i normalment s'expressa en les unitats cgs com a cm−2·s −1 o les unitats no SI de b−1 ·s −1 . A la pràctica, L depèn dels paràmetres del feix de partícules, com ara l'amplada dels feixos i la seva intensitat de partícules (en el cas de col·lisions d'un feix amb un material en repòs, depèn també de les propietats del fitó, com ara la seva mida i densitat).[1]
Una magnitud relacionada és la lluminositat integrada (Lint), que és la integral de la lluminositat respecte del temps:[1]
La lluminositat i la lluminositat integrada són valors útils per caracteritzar el rendiment d'un accelerador de partícules. En particular, tots els experiments de col·lisionadors tenen com a objectiu maximitzar les seves lluminositats integrades, ja que com més elevada sigui aquesta, més dades hi ha disponibles per analitzar.[1]
Lluminositats assolides a col·lisionadors
[modifica]Alguns exemples de la lluminositat màxima assolida a diferents col·lisionadorsː[1]
| Col·lisionador | Interacció | L (cm −2 ·s −1 ) |
|---|---|---|
| SPS | p + p | 6,0×1030 |
| Tevatron [2] | p + p | 4,0×1032 |
| HERA | p + e + | 4,0×1031 |
| LEP | e − + e + | 1,0×1032 |
| PEP | e − + e + | 3,0×1033 |
| KEKB [3] | e − + e + | 2,1×1034 |
| SuperKEKB [4] | e − + e + | 2,4×1034 |
| LHC [5] | p + p | 2,1×1034 |
| LHC [6] | p + Pb | 8,5×1029 |
| LHC [6] | Pb + Pb | 6,1×1027 |
| HL-LHC [7] | p + p | 5,0×1034 |
Referències
[modifica]- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Herr, W. «Concept of luminosity». A: Brandt. CERN Accelerator School: Intermediate Course on Accelerator Physics, Zeuthen, Germany, 15-26 Sep 2003. CERN, 2006, p. 361–378. DOI 10.5170/CERN-2006-002. ISBN 978-92-9083-267-6.
- ↑ Tevatron sets new initial luminosity records, Fermilab Today news archive
- ↑ Tetsuo Abe et al.: Achievements of KEKB. In: Prog. Theor. Exp. Phys. 03A001, 2013, pp. 1–18, doi:10.1093/ptep/pts102.
- ↑ , 26-06-2020. Arxivat 29 de novembre 2020 a Wayback Machine.
- ↑ LHC Report: The LHC is full!
- ↑ 6,0 6,1 Heavy-Ion Operation of HL-LHC!
- ↑ «Vol. 10 (2020): High-Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC): Technical design report» (en anglès americà). e-publishing.cern.ch. [Consulta: 30 novembre 2022].