两体及多体衰变的相空间因子【毕业设计】

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1、本科毕业设计（20届）两体及多体衰变的相空间因子摘　要【摘要】粒子物理的研究对象多为不稳定的粒子，在很短的时间内就会发生衰变而转化为其他粒子，因而寿命成为衡量它们性质的重要物理量。21本论文主要学习研究相空间因子在粒子衰变中的影响：对于两体衰变的相空间因子能给出解析结果；对三体及以上衰变的相空间能给出一些特殊的结果；对多体衰变分析中用Dalitz图技术进行分析研究，通过计算机技术得到所对应的Dalitz图。【关键词】两体衰变；三体衰变；Dalitz图。Abstract【ABSTRACT】Themostinvestigatedo

2、bjectsofparticlephysicsareunstableparticles.Inshorttimethedecaywillhappen,thenparticlesmaytransfertootherthings,sothelifetimecomestobeanimportantphysicalquantitymeasuringtheircharacter.Inthisthesis,wemostlystudyandresearchtheeffectofphasespacefactorinparticledecay:r

3、evealtheresolutionoftwo-bodydecayphasespace;revealthespecialresolutionofthree-bodyandmulti-bodydecayphasespace;adopttheDalitzplottoanalyzeandinvestigatethemulti-bodydecay,throughcomputertechnologytogettheplot.【KEYWORDS】two-bodydecay；three-bodydecay；DalitzPlot.目　录摘　要

4、IIAbstractIII目　录V1论文背景11.1粒子物理的发源11.2粒子物理现阶段发展1211.3粒子衰变及相空间12两体衰变32.1黄金规则32.1.1自然单位制32.1.2衰变率的形式32.2特殊情况下的两体衰变42.2.1特殊情况下两体衰变的衰变率42.2.2特殊情况下二体衰变的相空间52.3一般情况下的二体衰变52.3.1一般情况下的二体衰变的衰变率62.3.2一般情况下的二体衰变的相空间73三体衰变83.1特殊情况下的三体衰变83.1.1特殊情况下三体衰变的衰变率83.1.2特殊情况下三体衰变的相空间104多体

5、衰变124.1多体衰变相空间公式的得出过程124.2特殊情况下的多体衰变的相空间134.3相空间的大小及其中原因135Dalitz图145.1Dalitz图的基本内容145.1.1在三体衰变中的dalitz图145.2Dalitz图的得出过程和思路155.2.1衰变过程155.2.2衰变过程165.3Dalitz图的比较及其中信息176论文总结17参考文献18附录19211论文背景1.1粒子物理的发源粒子物理学源于19世纪末物理学的三大发现。德国物理学家伦琴发现了X射线，法国物理学家贝可勒尔探测到放射性，英国物理学家约瑟夫•汤

6、姆生、德国物理学家维谢尔和德国物理学家考夫曼证明了电子的存在，这三大发现打破了物理学理论大功告成的迷梦。当时，人们把质子、中子和电子认为是物质结构的基本单元，把这些粒子，再加上光子，看作“基本粒子”，在只包含引力相互作用和电磁相互作用的已有的物理学理论下，不能对这些新发现做出理论上的解释。于是发生了物理学基础理论的变革，物理学研究仪器的革新导致物理学的大发展。1.2粒子物理现阶段发展在现在这个阶段，粒子物理已有了长足的发展。首先，在理论基础是量子场论的基础上，由于试验设备加速器、对撞机、探测器、计算机和数据处理系统的采用，然后

7、通过高能粒子的相互碰撞，就会发现新粒子，目前为止，人们发现并已确认的粒子有400多种，还有300多种已发现但尚未确定。其二，科学界对微观粒子的深入了解，已有的基本粒子并不属于同一层次，按它们的主要相互作用，可以将粒子分为三类：规范粒子是传递相互作用的粒子，有光子等四种；轻子是不参与强作用而参与弱作用和电磁相互作用，自旋均为1／2的粒子，电子等6种是轻子，加上它们的反粒子，轻子共12种；夸克是另外一种自旋1/2的费米子，它参与强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用，夸克共6种，加上反粒子并考虑颜色，则共有36种。规范粒子、轻子和夸

8、克就是构成我们这个世界的基元。夸克由于有色禁闭的特性因而从没被直接观察到，实际我们观测到的最多的粒子是强子，这是一切参与强相互作用的粒子，它们都是复合粒子，由夸克复合而成。自旋为零或整数的强子称为介子，如η介子、π介子，自旋为半整数的强子称为重子，如质子、中子、超子。这些粒子