Streu-Experimente - Messbeispiele für Wirkungsquerschnitte Nach der ausführlichen theoretischen Beschreibung der Wirkungsquerschnitte werfen wir nun noch einen Blick auf verschiedene Beispiele gemessener Wirkungsquerschnitte. 1. Beispiel (s. Grafik rechts) Hier ist der Wirkungsquerschnitt s in nb (1 nano barn = 10 -9 barn) der Reaktion e - + e + à Z 0 ( à Hadronen) über der Schwerpunktsenergie (von 86 bis 96 GeV) angetragen. Neben den Messpunkten sind erwartete Verläufe eingezeichnet, die man aus Modellrechnungen erhält. Es wurde dabei jeweils eine unterschiedliche Neutrino-Anzahl N n (2, 3 oder 4) vorausgesetzt. Man erkennt deutlich, dass der Wirkungsquerschnitt zu 91,2 GeV hin sehr stark ansteigt. Anschaulich ist dieses Ergebnis so zu interpretieren, dass zu 91,2 GeV hin die Häufigkeit für eine inelastische Reaktion sehr stark ansteigt. Dies drückt sich durch eine größere "sensible Fläche" aus, die den Teilchen engegensteht (nur 2 nb bei 86 GeV, aber 30 nb bei 91,2 GeV!). Die Erklärung ist, dass bei 91,2 GeV ein Z 0 erzeugt werden kann (Masse 91,2 GeV/c 2 ). Die Messung bestätigt das Modell, in dem es 3 Neutrinoarten gibt. Die Messung, die der Grafik zu Grunde liegt, wurde von der OPAL-Kollaboration durchgeführt. (siehe auch ) 2. Beispiel (s. Grafik rechts) Hier ist das Produkt aus dem Quadrat der Schwerpunktsenergie ( Ö s) 2 = s und differentiellem Wirkungsquerschnitt d s /d W in (GeV) 2 nb/sr (1 nano barn = 10 -9 barn; 1 sr = 1 Steradiant ) über dem Kosinus des Streuwinkels q angetragen. Es wurde die Reaktion e - + e + à m - + m - bei einer Schwerpunktsenergie von 34,5 GeV untersucht. Neben den Messpunkten sind zwei Verläufe eingezeichnet, die Modellrechnungen entsprechen. Einmal wurde vorausgesetzt, dass der Prozess rein elektromagnetisch ist ("nur QED") und einmal, dass er sowohl schwach als auch elektromagnetisch vermittelt wird (Standardmodell). Eine anschauliche Interpretation des Ergebnisses ist, dass die Häufigkeit, ein Teilchen zu detektieren (ausgedrückt durch d s /d W ), nicht symmetrisch zum Streuwinkel (bzw. seines Kosinuswerts) verläuft. Diese Asymmetrie wird durch den schwachen neutralen Prozess (über Z 0 ) verursacht. Die Messungen liefern damit eine sehr gute Bestätigung der Vorhersage des Standardmodells . Nähere Informationen zur Grafik in . Zu Beispiel 2: Bei welchem Streuwinkel ist die Wahrscheinlichkeit, ein Teilchen zu detektieren, am größten? bei cos q = 0,75, also q = ca. 41° bei cos q = 0,1, also q = ca. 84° bei cos q = -0,7, also q = ca. 134° Kommentar: