Pada artikel ini, kita akan membahas tentang parameter impact b dan pengaruhnya terhadap scattering angle θ dalam fisika. Keduanya memiliki peran penting dalam memahami proses scattering, termasuk dalam fisika nuklir dan mekanika klasik.
Definisi Impact Parameter
Impact parameter b adalah jarak sejajar antara jalur proyektil dengan pusat lapangan potensial U(r) yang diciptakan oleh objek yang diproxei oleh proyektil (lihat diagram). Istilah ini sering digunakan dalam fisika nuklir dan mekanika klasik.
Hubungan Impact Parameter dengan Scattering Angle
Impact parameter b terkait dengan scattering angle θ melalui persamaan:
θ = b / r∞
where v∞ adalah kecepatan proyektil saat jauh dari pusat, dan rmin adalah jarak terdekat antara proyektil dan pusat.
Contoh Scattering dari Sfera
Contoh sederhana yang mengilustrasikan penggunaan impact parameter adalah kasus scattering dari suatu sfera keras. Dalam kasus ini, objek yang diproxei oleh proyektil adalah suatu sfera keras dengan jari-jari R. Ketika b = 0, maka θ = π dan tidak ada scatterings yang terjadi. Saat b > 0, maka scattering terjadi dan θ berbeda dengan nilai b.
Kolusi Sentralitas
Dalam fisika nuklir tinggi energi — khususnya dalam eksperimen tabrak-proyektil — kolisi dapat diklasifikasi berdasarkan parameter impact. Kolisi sentral memiliki b = 0, kolisi perifer memiliki b > 0, dan kolisi ultraperifer (UPC) memiliki b >> R, di mana nuklir yang diproxei dilihat sebagai suatu sfera keras dengan jari-jari R.
Karena gaya warna memiliki rentang sangat pendek, maka tidak dapat mengaitkan kuarq yang terpisah oleh lebih dari satu radius nucleon; oleh karena itu, interaksi kuark-kuark disupres dalam kolisi perifer dan ultraperifer. Akibatnya, kepadatan partikel akhir (jumlah partikel hasil kolisi) biasanya paling tinggi dalam kolisi sentral, karena parton yang terlibat memiliki kemungkinan tertinggi untuk berinteraksi.
Keuntungan Kolisi Ultraperifer
Karena interaksi kuark-kuark efektif tidak mungkin terjadi dalam kolisi ultraperifer, maka mereka dapat digunakan untuk mempelajari interaksi elektromagnetik — yaitu interaksi photon-photon, photon-nukleon, atau photon-nucleus. Karena UPCs biasanya menghasilkan hanya dua hingga empat partikel akhir, maka mereka juga relatif "bersih" jika dibandingkan dengan kolisi sentral, yang dapat menghasilkan ratusan partikel per event.
Referensi
- Landau L. D. dan Lifshitz E. M. (1976) Mechanics, 3rd. ed., Pergamon Press.
- MIT (2021). "Notes" (PDF).
- "Impact Parameter for Nuclear Scattering". hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
- Bertulani C.A. dan Baur G. (1994). "Relativistic Heavy Ion Physics without Nuclear Contact", Physics Today, Maret 1994, hal. 22.
- Drozhzhova T. (2017). "Centrality and collision event-plane determination in ALICE at the LHC". Journal of Physics: Conference Series. 798 (1): 012061.
Lingkungan
- Hyperbolic trajectory § Impact parameter
- Schwarzschild geodesics § Bending of light by gravity
- Tests of general relativity