Какова масса бозона Хиггса, если в экспериментах на Большом адронном коллайдере были обнаружены два фотона с энергиями E1 = 70 ГэВ и E2 = 92 ГэВ, а угол разлёта фотонов составляет α = 1030?

Физика 11 класс Энергия и масса частиц масса бозона Хиггса Большой адронный коллайдер энергия фотонов угол разлёта фотонов E1 70 ГэВ E2 92 ГэВ Новый

Чтобы найти массу бозона Хиггса, который распадается на два фотона, мы можем воспользоваться законом сохранения энергии и законом сохранения импульса.

Сначала определим полную энергию системы. Энергия двух фотонов, которые были обнаружены, равна:

• E_total = E1 + E2 = 70 ГэВ + 92 ГэВ = 162 ГэВ.

Теперь, чтобы найти массу бозона Хиггса, мы можем использовать соотношение между энергией и массой, которое описывается формулой Эйнштейна:

• E = mc^2.

Однако, в данном случае нам нужно учесть, что масса бозона Хиггса будет равна энергии, делённой на c^2. Так как c^2 в единицах ГэВ является постоянной, мы можем сказать, что:

• m_H = E_total / c^2 = E_total (в ГэВ).

Теперь, чтобы учесть угол разлёта фотонов, мы можем использовать формулу для вычисления массы в системе, где два фотона движутся под углом α:

• m_H^2 = (E1 + E2)^2 - (p1 + p2)^2,

где p1 и p2 - импульсы фотонов.

Импульс фотона можно найти по формуле:

• p = E/c.

Поскольку мы работаем в единицах ГэВ, мы можем считать c = 1. Таким образом:

• p1 = E1 = 70 ГэВ,
• p2 = E2 = 92 ГэВ.

Теперь нам нужно учесть угол α. Импульсы фотонов можно представить как векторные величины:

• p1_x = p1 * cos(α/2),
• p2_x = p2 * cos(α/2),
• p1_y = p1 * sin(α/2),
• p2_y = p2 * sin(α/2).

Теперь вычислим компоненты импульса:

• p_total_x = p1_x + p2_x = 70 * cos(515) + 92 * cos(515);
• p_total_y = p1_y + p2_y = 70 * sin(515) + 92 * sin(515).

Теперь мы можем подставить все значения в формулу для массы:

• m_H^2 = (E1 + E2)^2 - (p_total_x^2 + p_total_y^2).

После подстановки всех значений и вычисления, мы получим массу бозона Хиггса.

В результате, подставив все значения и сделав необходимые вычисления, мы получим массу бозона Хиггса в ГэВ.