Partikelfysik

Anden del af opgaveformuleringen:

b) Du kan af afbøjningen i magnetfeltet se hvilken fortegn, de enkelte partikler har

c)  Brug lepton bevarelse

d) brug energibevarelse

#2

AD B)

Jeg kan se at når anti-D0 henfalder, så er der en spor (de røde) til hhv. højre og venstre. Burde jeg kunne bestemme hvilken af disse er K+ og pi-, bare ved at vide at magnetfeltets retning er inde i papiret? 

Ja det kan du. Kraften på en ladet partikel i et magnetfelt er Lorenzkraften  q*v×B. Hvis ladningen er positiv peger kraften i samme retning som v×B og modsat hvis ladningen er negativ. Partiklerne vil bevæge sig i en jævn cirkelbevægelse, hvor centripetal kraften er Lorenz kraften

Dvs. at kraftens retning er vinkelret på bevægelses- og magnetfeltets retning, når ladningen er positiv? Men hvad bruger jeg kraftens retnin til?

Og hvordan bestemmes den, når der nu er en bevægelse til 2 forskellige retninger?

Kraftens retning er vinkelret på hastigheden og magnetfeltet i begge tilfælde. De er simpelthen modsat hinanden.  Partiklerne bevæger sig i cirkler, hvor Lorenzkraften er centripetalkraften. Kraften peger altså ind mod cirklens centrum. Du kan altså af banen se hvilken retning kraften er.

Du skal finde retningen af v×B. Den er bestemt af en højrehånds regel eller om du vil definitionen af krydsproduktet. Du kan måske nemmer se det af et traditionel 3-dimensionalt koordinatsystem. Hvis v peger i x-aksens retning, B i y-aksens retning vil v×B pege i z aksens retning

Jeg håber min illustration er korrekt. Jeg har taget udgangspunkt i spor 1.

Selve sporet er hastighedens retning, v. Magnetfeltets retning er inde i papiret (den blå prik i midten: den peger ind i pairet). Kraften, F, er derfor vinkelret på disse 2: men den kan pege både være vinkelret nedenunder og ovenover. Hvis dette er korrekt. hvordan hænger denne sammen med hvilken partikel det er?

Jeg kan ikke rigtig fortolke denne figur. På http://en.wikipedia.org/wiki/Cross_product  kan du se en tegning, hvor du kan se hvordan retningerne hænger sammen

Ok, tror nok jeg har fat i det nu. Passer det at spor 1 er K⁺ 's bane?

Jeg fandt den vedhæftede billede.

I den kan man se et positivt ladet partikel i en magnetfelt der peger IND i papiret (ligesom min opgave). Den bevæger sig mod uret.

I min opgave: Det må betyde at den partikel der flyver mod uret må være positivt ladet (jeg forstår bedre det med at den peger i centrum af cirklen: jeg kunne bare ikke se "hele cirklen" i min opgave).

Men hvordan kan jeg matematisk se at det er den positive partikel der drejer mod uret? hvorfor kunne spor 2 ikke være K+ bane?

Figuren er korrekt.

Hvis du skifter fortegn vil kraften skifte retning. Hvis du se på din figure på højre side vil en partikek med modsat ladning og samme retning af v bevæger sig i en cirkelbue, der ligger til højre for den der er på papiret.

Nu er det et billede så du kan kun se på hvordan krumningen af banen.

Der gælder at hvis magnetfeltets retning er inde i papiret, så vil positive ladninger altid bevæge sig mod uret (og negative ladninger med uret).

Er der et matematisk udtryk for det? Jeg forstår ikke hvordan Lorentz-kraft formlen virker her, fordi, hvis jeg ikke vidste at positive ladninger bevæger sig mod uret i magnetfelter der peger i papirets retning, så vil jeg jo aldrig kunne vide om spor 1 er K+ eller pi- bane, fordi jeg kan jo kun bruge lorentz-kraft formlen, når jeg kender ladningen af de partikler der bevæger sig i sporene, og det gør jeg jo ikke. Det er jo det jeg skal finde. Håber du forstår problemet :)

Der er ikke tale om at partiklerne bevæger sig med eller mod uret. Partiklerne bevæger sig i en jævn cirkelbevægelse,  Den resulterende kraft peger ind mod cirklens centrum. Den resulterende kraft er Lorenzkraften. Lorenzkraften peger i vektoren v×B's retning, hvis ladningen er positiv og i modsat retning hvis ladningen er negativ.  Du skal finde retningen af v×B for en af (eller begge, hvis du foretrækker det) partiklerne.  Peger denne kraft ind mod centrum for cirkelbevægelsen er ladningen positiv. Peger den væk fra cirklens centrum er den negativ