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物理代写|粒子物理代写Particle Physics代考|FYS5555 The Detectors

如果你也在 怎样代写粒子物理Particle Physics FYS5555这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。粒子物理Particle Physics或高能物理学是对构成物质和辐射的基本粒子和力量的研究。宇宙中的基本粒子在标准模型中被分为费米子(物质粒子)和玻色子(载力粒子)。费米子有三代,但普通物质只由第一代费米子构成。第一代包括形成质子和中子的上下夸克,以及电子和电子中微子。已知由玻色子介导的三种基本相互作用是电磁力、弱相互作用和强相互作用。

粒子物理Particle Physics夸克不能单独存在,而是形成强子。含有奇数夸克的强子被称为重子,含有偶数夸克的强子被称为介子。两个重子,质子和中子,构成了普通物质的大部分质量。介子是不稳定的,寿命最长的介子只持续了几百分之一微秒的时间。它们发生在由夸克组成的粒子之间的碰撞之后,例如宇宙射线中快速移动的质子和中子。介子也会在回旋加速器或其他粒子加速器中产生。

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物理代写|粒子物理代写Particle Physics代考|FYS5555 The Detectors

物理代写|粒子物理代写Particle Physics代考|The Detectors

Parallel to the progress in accelerators, new detection techniques were developed in order to allow a full use of the new machines. The discoveries made in cosmic rays were made using either Wilson cloud chambers, whose principle we presented in section 6.4.1, or photographic emulsions. The latter were solid blocks, or stacks of plates, containing light-sensitive crystals, usually silver halides. A particle passing through this medium ionises some atoms along its path which in turn interact with the silver crystals. In order to visualise the image, one should develop it like an ordinary picture. The particle track is reconstructed by taking slices of the block and following the points in the microscope. Anderson discovered the positron and the muon using a Wilson chamber and Powell discovered the pion using emulsions. The development of accelerators changed the situation drastically. The data were arriving at a high rate and none of the previous detection techniques could cope with it. In fact, pions were abundantly produced in the cyclotrons built in the 1930 s and early 40 s, but nobody knew how to detect them. It is also true that Laurence was primarily interested in building larger and larger accelerators and he did not devote enough time and resources to developing detection techniques.

物理代写|粒子物理代写Particle Physics代考|Bubble chambers

The first breakthrough took place in 1952 with the invention of the bubble chamber by the American physicist D.A. Glaser. The principle is similar to that of the cloud chamber in the sense that a charged particle’s track is recorded as a trail of bubbles caused by ionisation. It consists of a vessel filled with some liquid which is kept under pressure in a superheated state, i.e. at a temperature just above its normal boiling point. The chamber is equipped with a piston and when charged particles enter, it expands causing the liquid to enter a metastable state. A charged particle leaves behind a trail of ions which nucleate bubbles. This way the track can be photographed. One could add a magnetic field in order to bend the tracks and determine the chargeover-mass ratio of the particles. The great advantage is that the chamber can be used repeatedly in a rapid cycle of compression-expansion, with the expansion phase synchronised with the arrival of the beam.

Glaser presented his first pictures in 1953 using a chamber of $2 \mathrm{~cm}^3$. He was also in the first team to use this new technique for particle physics. In 1957, a group of four physicists, working at the Brookhaven Cosmotron, published the cross section measurements of hyperon production ${ }^{40}$ using a 12 inch propane bubble chamber exposed to a beam of $1.1 \mathrm{GeV}$ charged pions. After these first results the pace increased very fast with larger and larger bubble chambers built and operated both in Europe and the USA. This also brought a change in the way data were studied and analysed. Bubble chamber pictures were accumulated by the thousands and there was no way for physicists to look at each one of them individually. Semi-automatic scanning techniques were developed and the size of the collaborations increased. We had entered the era of Big Science. The Berkeley group under L. Alvarez built a 72 inch hydrogen bubble chamber put in a 15000 gauss magnetic field, the first large detector in physics. It was commissioned in 1959 and gave a rich harvest of new particles. To give an idea of the data size, we mention that in 1968 the Berkeley group alone was able to analyse $1.5$ million bubble chamber pictures. The style of the experimental work changed as well. In the old days an experimentalist would design, build and perform the experiment and analyse the results in the lab. With the millions of pictures provided by the bubble chambers, these functions were to a large extent disconnected. An experimental group could borrow a set of pictures and analyse them at home. For example, the $\eta$ meson we shall see in the next section was discovered by the experimental group at Johns Hopkins in a set of 100,000 pictures borrowed from Berkeley. As a matter of fact Alvarez, who was held responsible for this evolution, was heavily criticised by the old-timers, but the evolution turned out to be inevitable.

An important feature of the bubble chambers was that the liquid they contained was used both as target for the incoming beam and as detector for the final particles. As we have mentioned already, there were two main kinds of bubble chambers according to the liquid they were using: hydrogen, or a heavy liquid such as propane. Each type had advantages and disadvantages. Hydrogen had the advantage of providing cleaner signals because the interaction was on free protons, the nuclei of hydrogen, while on a heavy liquid chamber the interaction occurred on complex nuclei. Hydrogen’s disadvantage, on the other hand, was the lower density implying larger volumes for the same number of nucleons. Furthermore they operated at much lower temperatures to keep hydrogen liquid, thus requiring more complex and expensive cryogenics.

物理代写|粒子物理代写Particle Physics代考|FYS5555 The Detectors

粒子物理代写

物理代写|粒子物理代写PARTICLE PHYSICS代考|THE DETECTORS

在加速器取得进步的同时,开发了新的检测技术,以便充分利用新机器。宇宙射线的发现是使用威尔逊云室(我们在第 6.4.1 节中介绍了其原理)或感光乳剂进行的。后者是实心块或板堆,包含感光晶体,通常是卤化银。穿过该介质的粒子沿其路径电离一些原子,这些原子又与银晶体相互作用。为了使图像可视化,应该像普通图片一样显影它。通过获取块的切片并跟踪显微镜中的点来重建粒子轨迹。安德森使用威尔逊室发现了正电子和介子,鲍威尔使用乳剂发现了介子。加速器的发展彻底改变了这种情况。数据以很高的速度到达,以前的检测技术都无法应对。事实上,在 1930 年代和 40 年代初建造的回旋加速器中大量产生了介子,但没有人知道如何检测它们。的确,劳伦斯主要对建造越来越大的加速器感兴趣,他没有投入足够的时间和资源来开发检测技术。

物理代写|粒子物理代写PARTICLE PHYSICS代考|BUBBLE CHAMBERS

第一次突破发生在 1952 年,美国物理学家 DA Glaser 发明了气泡室。在带电粒子的轨迹被记录为由电离引起的气泡轨迹的意义上,其原理类似于云室的原理。它由一个装有一些液体的容器组成,该液体在过热状态下保持在压力下,即温度刚好高于其正常沸点。该腔室配有活塞,当带电粒子进入时,它会膨胀,导致液体进入亚稳态。带电粒子会留下使气泡成核的离子轨迹。这样就可以拍摄轨道了。可以添加磁场以弯曲轨道并确定粒子的电荷质量比。

格拉泽在 1953 年展示了他的第一张照片2 C米3. 他也是第一个将这项新技术用于粒子物理学的团队。1957 年,在 Brookhaven Cosmotron 工作的四位物理学家发表了超子产生的横截面测量结果40使用暴露在光束下的 12 英寸丙烷气泡室1.1G和在带电的介子。在取得这些初步成果后,随着在欧洲和美国建造和运行的越来越大的气泡室,速度加快得非常快。这也带来了数据研究和分析方式的变化。气泡室图片被成千上万张收集起来,物理学家无法逐张查看。开发了半自动扫描技术,并且合作的规模增加了。我们已经进入了大科学时代。L. Alvarez 领导下的伯克利小组建造了一个 72 英寸的氢气气泡室,置于 15000 高斯的磁场中,这是物理学中第一个大型探测器。它于 1959 年投入使用,收获了大量新粒子。为了了解数据大小,我们提到在 1968 年,仅伯克利小组就能够分析1.5百万泡室图片。实验工作的风格也发生了变化。在过去,实验者会设计、构建和执行实验,并在实验室中分析结果。由于气泡室提供了数百万张图片,这些功能在很大程度上是脱节的。实验组可以借用一组图片并在家中进行分析。例如,这我们将在下一节中看到的介子是由约翰霍普金斯大学的实验小组在从伯克利借来的一组 100,000 张图片中发现的。事实上,负责这一演变的阿尔瓦雷斯受到了老前辈的严厉批评,但事实证明,这种演变是不可避免的。

气泡室的一个重要特征是它们所含的液体既用作入射光束的目标,又用作最终粒子的检测器。正如我们已经提到的,根据所使用的液体,气泡室主要有两种类型:氢气或丙烷等重质液体。每种类型都有优点和缺点。氢具有提供更清晰信号的优势,因为相互作用发生在自由质子(氢的原子核)上,而在重液体室中,相互作用发生在复杂的原子核上。另一方面,氢的缺点是密度较低,这意味着相同数量的核子体积更大。此外,它们在低得多的温度下运行以保持液态氢,因此需要更复杂和昂贵的低温技术。

物理代写|粒子物理代写Particle Physics代考

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微观经济学代写

微观经济学是主流经济学的一个分支,研究个人和企业在做出有关稀缺资源分配的决策时的行为以及这些个人和企业之间的相互作用。my-assignmentexpert™ 为您的留学生涯保驾护航 在数学Mathematics作业代写方面已经树立了自己的口碑, 保证靠谱, 高质且原创的数学Mathematics代写服务。我们的专家在图论代写Graph Theory代写方面经验极为丰富,各种图论代写Graph Theory相关的作业也就用不着 说。

线性代数代写

线性代数是数学的一个分支,涉及线性方程,如:线性图,如:以及它们在向量空间和通过矩阵的表示。线性代数是几乎所有数学领域的核心。

博弈论代写

现代博弈论始于约翰-冯-诺伊曼(John von Neumann)提出的两人零和博弈中的混合策略均衡的观点及其证明。冯-诺依曼的原始证明使用了关于连续映射到紧凑凸集的布劳威尔定点定理,这成为博弈论和数学经济学的标准方法。在他的论文之后,1944年,他与奥斯卡-莫根斯特恩(Oskar Morgenstern)共同撰写了《游戏和经济行为理论》一书,该书考虑了几个参与者的合作游戏。这本书的第二版提供了预期效用的公理理论,使数理统计学家和经济学家能够处理不确定性下的决策。

微积分代写

微积分,最初被称为无穷小微积分或 “无穷小的微积分”,是对连续变化的数学研究,就像几何学是对形状的研究,而代数是对算术运算的概括研究一样。

它有两个主要分支,微分和积分;微分涉及瞬时变化率和曲线的斜率,而积分涉及数量的累积,以及曲线下或曲线之间的面积。这两个分支通过微积分的基本定理相互联系,它们利用了无限序列和无限级数收敛到一个明确定义的极限的基本概念 。

计量经济学代写

什么是计量经济学?
计量经济学是统计学和数学模型的定量应用,使用数据来发展理论或测试经济学中的现有假设,并根据历史数据预测未来趋势。它对现实世界的数据进行统计试验,然后将结果与被测试的理论进行比较和对比。

根据你是对测试现有理论感兴趣,还是对利用现有数据在这些观察的基础上提出新的假设感兴趣,计量经济学可以细分为两大类:理论和应用。那些经常从事这种实践的人通常被称为计量经济学家。

Matlab代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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