وظيفة بيتا في فيزياء الكم

اقرأ في هذا المقال


إن جسيمات بيتا هي إلكترونات ذات طاقة عالية أو إلكترونات عالية السرعة (β-) أو بوزيترونات (β +) يتم إخراجها من النواة بواسطة بعض النويدات المشعة أثناء شكل من أشكال الانحلال الإشعاعي يسمى تحلل بيتا، إذ يحدث تحلل بيتا عادةً في النوى التي تحتوي على عدد كبير جدًا من النيوترونات لتحقيق الاستقرار.

ما هي وظيفة بيتا

في الفيزياء النظرية وتحديداً نظرية المجال الكمومي تقوم دالة بيتا β (g) بترميز اعتماد معامل الاقتران (g)، على مقياس الطاقة (μ) لعملية فيزيائية معينة موصوفة في نظرية المجال الكمومي، حيث يتم تعريفه على أنه وبسبب مجموعة إعادة التطابق الأساسية ليس له اعتماد صريح على (μ).

لذلك فهو يعتمد فقط على (μ) ضمنيًا من خلال (g)، ويُعرف هذا الاعتماد على مقياس الطاقة المحدد على هذا النحو باسم تشغيل معلمة الاقتران، وهي ميزة أساسية لاعتماد المقياس في نظرية المجال الكمي، ويمكن تحقيق حسابها الواضح من خلال مجموعة متنوعة من التقنيات الرياضية.

وظيفة بيتا فيزياء المسرع

وظيفة بيتا في فيزياء المسرع هي وظيفة مرتبطة بالحجم العرضي لحزمة الجسيمات في الموقع s على طول مسار الحزمة الاسمي، إذ يتعلق بحجم الشعاع المستعرض كما يلي: {\ displaystyle \ sigma (s) = {\ sqrt {\ epsilon \ cdot \ beta (s)}}}

  • سهو الموقع على طول مسار الشعاع الاسمي.
  • من المفترض أن يكون للشعاع شكل غاوسي في الاتجاه العرضي.
  • {displaystyle sigma (s)}هي معلمة العرض لهذا الغاوسي.
  • \ إبسيلونهو انبعاث الحزمة الهندسية (RMS) والذي يكون عادةً ثابتًا على طول المسار عندما لا يكون هناك تسارع.

عادةً ما تُستخدم وظائف بيتا المنفصلة لاتجاهين متعامدين في المستوى المستعرض لاتجاه الحزمة، على سبيل المثال الاتجاهات الأفقية والرأسية، حيث أن دالة بيتا هي إحدى معلمات (Courant-Snyder) وتسمى أيضًا معلمات (Twiss).

نجم بيتا

يشار إلى قيمة دالة بيتا عند نقطة تفاعل باسم نجمة بيتا، وعادةً ما يتم ضبط وظيفة بيتا للحصول على حد أدنى محلي في مثل هذه النقاط من أجل تقليل حجم الحزمة وبالتالي زيادة معدل التفاعل إلى الحد الأقصى، وبافتراض أن هذه النقطة في مساحة الانجراف يمكن للمرء أن يُظهر أن تطور دالة بيتا حول الحد الأدنى من النقاط يتم تقديمه من خلال:

{\ displaystyle \ beta (z) = \ beta ^ {*} + {\ dfrac {z ^ {2}} {\ beta ^ {*}}}}

حيث z هي المسافة على طول اتجاه الحزمة الاسمي من النقطة الدنيا، وهذا يعني أنه كلما كان حجم الحزمة أصغر عند نقطة التفاعل زادت سرعة ارتفاع وظيفة بيتا، وبالتالي حجم الحزمة عند الابتعاد عن نقطة التفاعل، ومن الناحية العملية فإن فتحة عناصر خط الحزمة مثل المغناطيسات المركزة حول نقطة التفاعل تحد من كيفية صنع نجم بيتا صغيرًا.

مقياس الثوابت في وظيفة بيتا

إذا اختفت وظائف بيتا لنظرية المجال الكمي عادةً عند قيم معينة لمعلمات الاقتران يُقال إن النظرية غير متغيرة الحجم، كما أن جميع (QFTs) ثابتة الحجم تقريبًا هي أيضًا ثابتة بشكل مطابق، حيث أن دراسة مثل هذه النظريات هي نظرية المجال المطابق.

يمكن تشغيل معلمات الاقتران لنظرية المجال الكمي حتى لو كانت نظرية المجال الكلاسيكي المقابلة ثابتة على مقياس، وفي هذه الحالة تخبر دالة بيتا غير الصفرية أن ثوابت المقياس الكلاسيكي شاذة.

أمثلة على وظائف بيتا

عادة ما يتم حساب وظائف بيتا في نوع من مخطط التقريب، ومثال على ذلك هو نظرية الاضطراب، حيث يفترض المرء أن معلمات الاقتران صغيرة، ويمكن للمرء بعد ذلك إجراء توسع في صلاحيات معلمات الاقتران واقتطاع شروط الترتيب الأعلى المعروفة أيضًا باسم مساهمات الحلقة الأعلى ونظرًا لعدد الحلقات في الرسوم البيانية المقابلة لـ فاينمان.

بعض الأمثلة على وظائف بيتا المحسوبة في نظرية الاضطراب، هي الديناميكا الكهربائية الكمية والديناميكا الكمومية ونظرية المقياس غير أبيليان والنموذج القياسي للوصلات (Higgs – Yukawa).

كانت دراسات مجموعة إعادة التشكيل في النموذج القياسي فائق التناظر الأدنى (MSSM) للتوحيد الكبير والنقاط الثابتة هيغز-يوكاوا مشجعة للغاية لأن النظرية كانت على المسار الصحيح وحتى الآن، ومع ذلك لم يظهر أي دليل على جزيئات (MSSM) المتوقعة في تجربة في مصادم هادرون الكبير.

إن بيتا هو مفهوم يقيس الحركة المتوقعة في السهم بالنسبة للحركات في السوق ككل، إذ تشير النسخة التجريبية الأكبر من 1.0 إلى أن السهم أكثر تقلبًا من السوق الأوسع بينما تشير النسخة التجريبية الأقل من 1.0 إلى وجود مخزون أقل تقلبًا.

المصدر: Quantum Physics: An Anthology of Current Thought، Fannie Huang‏An Invitation to Quantum Field Theory، Luis Alvarez-GauméAdvanced Concepts in Quantum Field Theory: With Exercises، James M. Cline‏The Quantum Theory of Fields، Steven Weinberg


شارك المقالة: