Un haz secundario de partículas es un grano de partículas que no se acelera directamente.
Este haz secundario se puede crear de varias maneras. Una forma que se menciona en los detalles de la pregunta es recolectar las partículas aguas abajo después de una colisión.
Todo se puede calcular en principio, se conocen todas las interacciones relevantes para colisionadores. Ya se trate de electrones, fotones, neutrinos, piones, protones, kaones, neutrones, etc., todas estas son partículas increíblemente bien estudiadas. En la práctica, es mejor simplemente medir las propiedades de la viga secundaria. Hay suficientes incertidumbres experimentales y procesos físicos técnicamente difíciles que tiene sentido hacer esto y validar con los primeros principios del modelo físico que generalmente se crea con GEANT.
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Para haces de protones en objetivos, solo hay protones y antiprotones, neutrones y antineutrones, piones cargados, kaones neutros y kaones cargados, fotones que se producen en números copiosos como productos de desintegración directa de la interacción original y viven por más de unos pocos centímetros.
Tiendes a construir experimentos que quieren una de estas partículas aguas abajo. Los protones y los fotones son rayos secundarios bastante tontos para desear (como comenzaste con los protones y los fotones se crean más fácilmente con haces de electrones).
Con frecuencia, desea crear un haz de neutrinos, por lo que simplemente recolecta los piones cargados que eventualmente se descompondrán en tres neutrinos y tendrán el beneficio de vivir durante mucho tiempo y ser cargados.
Ocasionalmente quieres un haz de muones, y nuevamente los piones cargados son útiles para eso. Si se construye un colisionador de muones, obtendremos nuestros muones de esta manera. Los muones para los experimentos de hidrógeno muónico se crean de esta manera.
A veces quieres antiprotones, estas son nuevamente partículas cargadas y puedes barrer las otras partículas no deseadas. El Tevatron tuvo que fabricar sus antiprotones antes de poder colisionar con los protones. El experimento Alpha en el CERN estudia los átomos de antimateria y recoge los antiportones de haces secundarios y luego los enfría y finalmente los detiene para formar átomos.
A veces quieres un haz de kaon neutral, por lo que eliminas todas las partículas cargadas y luego colocas un par de centímetros de plomo para detener los fotones. Tendrás que atravesar algunos neutrones, pero eso no es un gran problema, generalmente porque los neutrones son partículas secundarias relativamente raras a los kaones y se comportan de manera muy diferente: se descomponen en un protón de masa casi igual después de una eternidad frente a la descomposición después de unos pocos metros 2 o 3 piones.