Исследование полного и дифференциального сечений и поляризационной асимметрии в процессе рождения пары заряженных фермионов в результате электрон-позитронной аннигиляции

Abstract

Проведено исследование процессов рождения заряженных фермионов в результате электрон-позитронной аннигиляции. В рамках стандартной модели электрослабого взаимодействия получены точные лоренц-инвариантные выражения полного и дифференциального сечений процесса в низшем порядке теории возмущений. Рассмотрены процессы со взаимодействием как неполяризованных, так и продольно-поляризованных начальных пучков. Получено выражение дифференциального сечения рассматриваемого процесса в ультрарелятивистском пределе. Результаты представлены в ковариантной форме, позволяющей использовать их при проведении исследований вне зависимости от геометрии эксперимента. Выполнен численный анализ полученных результатов. Показано значительное возрастание полного сечения при взаимодействии продольно- поляризованных электрон-позитронных пучков. Исследована поляризационная асимметрия в диапазоне энергии столкновения начальных пучков частиц от 200 ГэВ до 1 ТэВ. Рассмотрена возможность использования ультрарелятивистского выражения дифференциального сечения. Приведена кинематическая область, допускающая данное упрощение. = Investigation of fermion-antifermion pair production as result of electron-positron annihilation was realized. The precision Lorentz-invariant expression of total and differential cross section of process in frame of Standard Model of electroweak interaction in the lowest order of perturbative theory was obtained. The processes of interaction for unpolarized as well as longitudinally polarized initial beams were considered. The expression of differential cross section of considered process in ultrarelativistic limit was obtained. The results are presented in covariant form for investigation in any possible experimental geometry. Numerical analysis of obtained results was fulfilled. The essential increasing of total cross section under interaction of longitudinally polarized electron-positron beams was shown. The polarized asymmetry was analyzed in range of collision energy from 200 GeV to 1 TeV. The possibility of using ultrarelativistic expression of differential cross section is considered, kinematic region, which allows this assumption, is shown.