Partikkelspekter

Partikkelspekter er fordelingen av partikkelproduksjon som funksjon av en variabel, ofte energi eller momentum, og brukes til å beskrive hvordan partikler blir produsert og fordelt i en prosess. Spekteret presenteres vanligvis som differensielle mengder, for eksempel dN/dE for energi, dN/dp for momentum eller dN/dΩ for retning, ofte som et histogram. Et partikkelspekter gir innblikk i de fysiske mekanismene bak produksjonen og i egenskapene til interaksjoner og kilder.

Hovedtyper er energispekter, som viser energifordelingen; momentumspekter; og vinkelspekter, som beskriver utbredelsen i retning. I astrofysikk og kosmisk stråling er energispekter ofte nær en kraftlovform og kan vise knekkpunkter eller avvik som gir spor av kilde- eller produksjonsprosesser. I partikkelfysikk og kjernefysikk studeres spekter av ulike partikler (leptoner, hadroner) fra kollisjoner eller jet-produktion, hvor spekterets form informerer om fragmentering og interaksjonsdynamikk.

Måling av partikkelspekter skjer med detektorer og metoder som magnetiske bøyinger for å inferere momentum, kalorimetre for energi, tids-of-flight og Cherenkov-detektorer for partikkidentifikasjon. Data omformes ofte til spekter ved hjelp av histogrammer og, ved behov, unfolding for å korrigere for detectorrespons og ineffektivitet.

Teoretiske modeller i kvantefeltteori og astrofysikk gir forventede spektra som kan sammenlignes med data for å teste produksjonsmekanismer, kryssseksjoner og kilder. Eksempler inkluderer kosmisk-strålespekteret, gamma-strålespekter fra astrofysiske kilder og spekter av partikler i collidereksperimenter, som pioner, kaoner og protoner fra jetprodukter.