¿Es un colisionador electrón-electrón mejor que un colisionador protón-protón para generar partículas de Higgs?

Si te refieres al colisionador de electrones y positrones, definitivamente sí. Hay una razón por la cual los científicos quieren construir un colisionador lineal para estudiar el bosón de Higgs con gran detalle.

En primer lugar, puede colisionar leptones con la energía exacta de alrededor de 125 GeV. Esto no es posible en los colisionadores de hadrones, ya que el impulso de los quarks en los hadrones en colisión se describe mediante funciones de distribución de partones. Entonces, para cada colisión, los quarks tienen solo una fracción x de la energía total.

La segunda razón es que tienes firmas mucho más bonitas. Los colisionadores de hadrones son un verdadero desastre para la reconstrucción en el detector, ya que tienes quarks que se hadronizan y dejan muchas pistas que debes reconstruir correctamente. Con un colisionador de leptones, usted sabe que las cosas que reconstruye son parte del difícil proceso que le interesa.

Se trata de producir una enorme cantidad de energía, por lo que la fuente de esto es 1 / 2mv ^ 2, la energía cinética de las 2 partículas,
Digamos, el máximo que podría acelerar a ambos, sería 99.99% de la velocidad de la luz,
Si ese fuera el caso, el colisionador de protones de protones sería el mejor porque la masa de un protón es 2000 veces mayor que la de un electrón, por lo que la energía producida sería igualmente mayor. 2000 veces
Pero, en realidad, no hay un límite así, siempre que no alcancemos el 100% de la velocidad de la luz, siempre se puede acelerar.
La razón por la cual la velocidad es un factor importante es que la transformación lorentz comienza a ser considerable aquí.
Según la ecuación, la masa de una partícula, mientras está en movimiento, no es la misma que en reposo.
Entonces, si observan, cuando v es aproximadamente 99.99% de la velocidad de la luz. El denominador es 0.1, lo que significa que la masa de la partícula ha aumentado 10 veces.
Pero los aceleradores alcanzan alrededor del 99.99999991% de la velocidad de la luz y eso da como resultado un factor lorentz de alrededor de 7500.
Eso fue para el protón en el LHC, cuando cada uno produjo 7TeV.
Ahora, definitivamente el electrón es más liviano y debería alcanzar velocidades que son más que eso, lo que significa que el factor de Lorentz debería ser mucho mayor que para el protón.
Todo lo que queremos aquí es energía, la ventaja del protón es que es 2000 veces más pesado. SO 2000 veces la energía.
La ventaja con el electrón es que puede aumentar su masa a través de la transformación lorentz, pero eso es definitivamente menor que 2000, por lo que se prefiere el protón.

Si no conocía la masa del Higgs y todo lo que quiere hacer es encontrarla, necesita arrojarse energías tan variadas como sea posible en un espacio “pequeño”. Eso significa un sincrotrón como el LHC aplastando hadrones entre sí. Esto es similar al proverbial “tirar tanta basura a la pared y ver qué se pega”. Una vez que haya encontrado el Higgs y desee producir muchos de ellos para estudiar sus propiedades, una máquina lineal e + e- que puede ajustarse exactamente a la energía correcta y le permite conocer los componentes x, y y z de El impulso del haz es la mejor opción por todas las razones enumeradas por Steffen. Sería, en esencia, una máquina productora de Higgs.

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