forgreningsforhold

Forgreningsforhold, ofte kalt branching ratio, er et mål på sannsynligheten for at et ustabilt partikkel eller en eksitasjoner tilstand faller ned i en spesifikk sluttstilstand i forhold til alle mulige nedbrytningskanaler. Det er en dimensjonsløs størrelse definert som BR_i = Γ_i / Γ_total, der Γ_i er den partisielle nedbrytningsbredden for kanal i, og Γ_total er summen av alle partisielle bredder. Som følge av forholdet Γ_total = Σ Γ_i er BR_i mellom 0 og 1, og summen av BR for alle observerbare kanaler kan tilnærmes være lik 1 (eller være mindre hvis noen kanaler ikke er tatt med).

Forgreningsforhold er nært knyttet til partikkel- og kjernebølger livsløp, siden Γ_total er relatert til livsløpet τ som τ = 1/Γ_total. Branching ratios brukes til å beskrive og sammenligne ulike nedbrytningskanaler og gir innsikt i krefter og symmetrier som styrer interaksjonene.

Kvantitative verdier kan beregnes teoretisk ved hjelp av de underliggende interaksjoner, faseplanet og konserveringslover, og måles eksperimentelt ved å rekonstruere sluttstater og korrigere for detektoreffektivitet og bakgrunn. Vanlige usikkerheter er statistiske og systematiske, og BR-er kan være avhengige av energi eller andre konfigurasjoner.

Praktiske anvendelser inkluderer identifikasjon av nye resonanser eller partikler ved å undersøke deres dominante nedbrytningskanaler, og bruk i tester av standardmodellen og teorier utover denne. Eksempler varierer fra partikkeltyper som muon- og hadronnedbrytninger til kjernefysiske eksitasjoner som nedbryter seg i flere kanaler. Forgreningsforhold er altså sentralt for å beskrive og sammenligne naturens nedbrytningsmønstre.