Il Nuovo Cimento 150, 100, 50 anni fa

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 A. Bettini    29-03-2022     Leggi in PDF

50 anni fa

La "crossing symmetry" è una proprietà fondamentale delle teorie quantistiche di campo, testata qui sperimentalmente sull'unica conosciuta all'epoca, l'elettrodinamica quantistica. Il processo L+L- → L+L-, dove L indica un leptone, e o μ, procede (al prim'ordine) sia con scambio di un fotone come in Fig. I (canale t), sia con annichilazione in un fotone e creazione successiva di una coppia leptone antileptone, come in Fig. II (canale s). La crossing symmetry afferma che i due diagrammi rappresentano la medesima funzione analitica, per diversi valori del momento trasferito q2.

Da "Experimental Check of Crossing Symmetry in the Electromagnetic Interaction of Leptons" di V. Alles Borelli et al., Nuovo Cimento Lett., 2 (1971) 376.

The experimental check we propose for this QED crossing symmetry is based on comparison of the following two leptonic processes:

(1) e+e → e±e
(2) e+e → μ± μ

which have been studied at Frascati using the colliding-beam facility Adone.

Of course, a comparison between the theoretical predictions and the experimental findings for reactions (1) and (2) yields a global check of all QED properties including the μ-e electromagnetic equivalence, the principle of minimal coupling and the crossing symmetry. However, this is the first time that a QED timelike process can be directly compared with a QED spacelike dominated process for large values of the four-momentum transfer. It is therefore of interest to focus attention on a property of QED which is most closely related to a particular feature of the reactions investigated: the range of q2 values. Both reactions have been observed in the same angular range from 45° to 135°.

Gli autori presentano e discutono i dati, concludendo:

Barring accidental cancellations, a fundamental theorem of field theory, crossing symmetry, is shown to be valid down to a level of ~ ±2% in electromagnetic interactions of leptons.


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Alessandro Bettini – Professore emerito presso l'Università di Padova, fisico sperimentale di particelle elementari, ha condotto e diretto esperimenti al CERN e LNGS. È autore di più di 200 pubblicazioni scientifiche e di volumi di fisica generale e particelle elementari e per il pubblico. È socio dell'Accademia Galileiana di Scienze Lettere e Arti, della SIF, di cui è stato vicepresidente, e fellow dell'EPS.