噴注

噴注（jet）是指在高能碰撞和衰變過程中產生的呈噴射狀的粒子團。 高能粒子碰撞時可產生大量粒子，如果新產生的一些粒子在空間某一方向附近以一定動量範圍的動量射出，則這些粒子稱為一個噴注。

基本介紹

• 中文名：噴注
• 外文名：jet
• 簡單定義：高能粒子碰撞後呈噴射狀射出
• 噴出物：粒子團

理論詮釋

在高能深度非彈性散射（也稱硬散射）中，如果末態產生許多強子（如許多π介子、K介子和更重的強子）及由這些強子衰變產生的次級粒子（如γ光子等），那么這些粒子在空間的飛行方向並不是沒有關聯的。在初態兩個粒子的質心繫中來看，這種關聯有時表現為末態粒子集中偏向少數幾個方向，就像在這些方向從蒸氣管射出氣注似的，稱為噴注現象。每個散射過程的噴注的數目由2—4（或更多）不等。例如，在e⁺－e^－對撞產生強子團的實驗中，如果質心繫能量在5—9GeV，通常可以看到兩個共線的背對背的噴注（雙噴注）；如果質心繫能量在9—30GeV，通常可以看到三個共面的噴注（三噴注）。能量再上去，還可以看到四噴注事例。在p－p（或p－圴）對撞中，當能量高於十幾吉電子伏時，通常可看到四個噴注的事例：由分別來自兩個質子（或質子與反質子）的兩個組分粒子作硬散射產生兩個噴注；由每個入射粒子的剩餘組分在向前飛行中演化出來兩個噴注。當重的介子（如底介子及頂介子等）弱衰變時，末態如果有許多輕強子，也會出現一個（當重介子作半輕子衰變）或兩個（非輕子衰變）噴注。底偶素及頂偶素強衰變時會出現兩個或三個噴注。一個典型的噴注就像高壓蒸氣的汽注，很窄；但是出現這樣窄噴注事例的機會並不多，經常看到的是較寬的噴注，就像低壓蒸氣噴出的形狀。每個噴注中包含的強子數從幾個到十幾個甚至二三十個不等。因此研究噴注現象需要一整套區分噴注數目、噴注主軸（例如對雙噴注事例）、噴注寬窄、噴注平面（例如對三噴注事例）、噴注總電荷的辦法。在理論方面，雖然利用微擾的量子色動力學可以對噴注的某些性質進行計算，但是，在目前實驗的精度內，這些性質與其他理論模型計算的結果也能符合。值得指出的是，在e⁺－e^－對撞中雙噴注事例的性質與夸克自旋為1/2的假設相符合，底偶素強衰變的三噴注事例的性質與膠子自旋為1的假設相符合。

典型事例

高能電子、正電子對撞產生大量強子的實驗中，大量的事例表現為雙噴注事例，少量的事例表現為三噴注事例。高能電子、正電子對撞的雙噴注事例反映了對撞產生了一對夸克和反夸克。由於夸克禁閉，夸克和反夸克不能自由飛出，夸克和反夸克演化為兩個強子噴注。高能電子、正電子對撞的三噴注事例反映了對撞產生了一對夸克和反夸克，再加一個膠子。由於色禁閉，夸克、反夸克和膠子不能自由飛出，夸克、反夸克和膠子演化為三個強子噴注。