贗快度

之中,極角θ為零通常指的是入射粒子束流的方向。]]
在實驗粒子物理學當中,贗快度(pseudorapidity, \eta)是一個常用的空間座標,用來描述粒子運動方向,與入射粒子束流的夾角。其定義為:

::\eta = -\ln\left[\tan\left(\frac{\theta}{2}\right)\right],

:其中\theta \,是粒子动量與入射粒子束流的夾角(極角)。

可以将赝快度的定义写为粒子三动量\mathbf{p}的函数:

::\eta = \frac{1}{2}\ln\left( \frac\right)

:其中p_L代表粒子沿粒子束流方向的動量。

當粒子的運動速度接近光速或者粒子的质量可以忽略時,有m\ll\mathbf{p}\Rightarrow E \approx |\mathbf{p}| \Rightarrow \eta \approx y,贗快度近似於快度y。这种情况下,粒子的能量几乎只来自动量,类似于光子。快度在高能物理实验中的常用定義為:

::y = \frac{1}{2} \ln \left(\frac{E+p_L}{E-p_L}\right)

不過,贗快度只與粒子運動方向與粒子束流方向的夾角(極角)有關,與粒子所帶的能量無關。需要注意的是,在高能物理实验中,粒子束流方向的选择是相对的,是根据情况来选择的。

在強子對撞機的環境下,人們偏好使用快度(贗快度)來取代極角\theta。这是因为大致上可以认为粒子的產生恒为快度的函數。并且,在粒子束流的方向上,快度的改变不用考虑勞侖茲變換,快度的改变与伽利略变换里速度的改变类似,是线性加减的。这样,在强子对撞实验中进参照系变换时(如在质心参照系和实验室参照系之间进行变换),快度的改变就只是一个固定的差值。

以下是一些代表性的數字:

我們可以從下圖中看出來,贗快度對極角\theta = 90是對稱的。換句話說,\eta在180-\theta = -\eta在\theta.

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