Momentumspekter

Momentumspekter, eller momentumfordeling, är en funktion som beskriver hur många partiklar i ett system som har ett givet momentum p (eller transversal momentum p_T). Spekteret kan betraktas som en sannolikhetsdensitet f(p) eller som en differential mängd dN/dp, beroende på sammanhang. I colliderfysik används ofta spektra som funktioner av p_T och rapiditet y, t.ex. d^2N/(p_T dp_T dy).

Experimentellt erhålls momentumspektren genom att spåra laddade partiklar i ett uniformt magnetfält. Spårets kurvatur ger momentum via p ≈ |q| B R, där q är partikelns laddning, B är fältstyrkan och R är banans radie. Upplösningen påverkas av detektionens precision samt spridningar i materialet som spåret passerar igenom.

Former och tolkningar: i termiska modeller följer ofta spektrumet en exponentiell eller Boltzmann-lik form i p_T. Vid höga p_T dominerar hårda processer (parton-scatteringsfragmentering) och spektrumet följer vanligtvis en kraftlag. I praktiken används ibland variationer som Tsallis- eller power-law-fits för att beskriva hela spektrumet över flera storleksgrader.

I astrofysik och kosmisk strålning används momentum- eller energspektrum för att beskriva högenergetiska partiklar som kommer från rymden, ofta med en närmast kraftlagsform över många magnituder. För massiva partiklar är sambandet E^2 = p^2 c^2 + m^2 c^4, och för ultrarelativistiska partiklar är p ≈ E/c.

Momentumspektren ger insikt i produktion, partikelhävdelse och mediumeffekter i olika fysiska system och är centrala i både experimentell och teoretisk forskning.

---