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2025-03-18T19:37:40Z

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{{Dieser Artikel| beschäftigt sich mit dem Teilchenpaar. Für die in der [[Numismatik]] als Dilepton bezeichneten kleinen griechischen [[Bronze]]münzen siehe [[Dilepton (Numismatik)]].}}

Mit '''Dilepton''' bezeichnet man ein korreliertes Paar von einem [[Lepton]] und einem Antilepton, seinem [[Antiteilchen]], das in Atomkernkollisionen in [[Teilchenbeschleuniger]]-Experimenten erzeugt wird. Dileptonen entstehen aus [[elektromagnetisch]]en Zerfalls- oder [[Annihilation]]sprozessen. Mit Dileptonen sind entweder Dielektronen ([[Elektron]]-Antielektron-Paare) oder Dimyonen ([[Myon]]-Antimyon-Paare) gemeint. [[τ-Lepton|Tau-Leptonen]]-Paare werden in der Regel nicht als Dilepton bezeichnet, weil sie wegen ihrer hohen Masse und kurzen Lebenszeit nicht gemessen werden.

Da (elektrisch geladene) Leptonen nur der [[Elektromagnetische Wechselwirkung|elektromagnetischen]] und [[Schwache Wechselwirkung|schwachen Wechselwirkung]] unterliegen, werden sie durch das [[Starke Wechselwirkung|stark wechselwirkende]] Medium, das durch die Kollisionen entsteht, nicht abgelenkt. Dileptonen werden daher als Sonden für die Untersuchung von Eigenschaften des Mediums und der, in Dileptonen zerfallenden, Teilchen im Medium verwendet. Besonderes Interesse besteht an der Untersuchung des [[Quark-Gluon-Plasma]] und der Wiederherstellung der [[Chirale Symmetrie|chiralen Symmetrie]].

== Produktion ==
Es gibt verschiedene Quellen für Dileptonenemission in einer Atomkernkollision.

In initiale Stößen zweier [[Nukleon]]en der kollidierenden Kerne anihilieren ein [[Quark (Physik)|Quark]] des einen Nukleons mit einem Quark eines anderen Nukleons. Dieser Prozess resultiert in einem virtuellen [[Photon]], das dann in ein Dilepton zerfällt ([[Drell-Yan-Prozess]]).

Während der Kollision entstehende [[Quark (Physik)#Charm-Quark|Charm-]] oder [[Quark (Physik)#Bottom-Quark|Bottom-Quark]]-Antiquark-Paare, können in der Folge mit leichteren Quarks ein [[D-Meson|D-]] oder [[B-Meson]]en-Paar (<math>D\bar{D}</math>, <math>B\bar{B}</math>) bilden. Die Mesonen zerfallen anschließend in einem [[Schwache Wechselwirkung#Semileptonischer Prozess|semileptonischen Zerfall]]. Die Zerfälle der beiden Mesonpartner produzieren zusammen ein Dilepton.

Eine weitere Quelle ist die Annihilation von Quark-Antiquark-Paaren (<math>q\bar{q}</math>) aus dem Quark-Gluon-Plasma, das während der Kollision entsteht und in dem Quarks nicht in [[Hadron|Hadronen]] gebunden sind. Dieser Beitrag zur Messung ist häufig dominiert von anderen Beiträgen und deswegen experimentell schwer zugänglich. Die Messung dieses Beitrags ist eine der wenigen Messungen, die direkte Rückschlüsse auf die [[Temperatur]] des Quark-Gluon-Mediums ermöglicht<ref>R. Arnaldi et al. (NA60 Collaboration), [[European Physical Journal|Eur. Phys. J.]] C61 (2009) 711–720
</ref>.

Dilepton werden auch durch hadronische Prozesse produziert. Ein Beispiel stellt die Kollision eines positiven [[Pion|Pi-Mesons]] mit seinem negativen Antiteilchen dar, bei der ein Leptonenpaar entsteht. Zudem werden Dileptonen in [[Resonanz#Teilchenphysik|Resonanzzerfällen]] produziert. Einige Resonanzen (z. B. die [[Meson|Vektormesonen]] wie [[ρ-Meson]], [[ω-Meson]], [[φ-Meson]] oder [[J/ψ-Meson]]) zerfallen direkt in ein Leptonpaar. Dieses trägt den gleichen [[Viererimpuls]] und erlaubt dadurch direkten Zugriff auf Eigenschaften, wie die Masse, der zerfallenden Resonanz. Die Messung von Resonanzeigenschaften ist von besonderem Interesse, weil diese sich theoretisch mit der Wiederherstellung der chiralen Symmetrie verknüpfen lassen<ref>R. Rapp, J. Wambach, H. van Hees, [[Landolt-Börnstein]] 23 (2010) 134</ref><ref>R. Arnaldi et al. (NA60 Collaboration), [[Physical Review|Phys. Rev. Lett.]] 96, 162302 (2006)</ref>. Diese Änderung der Symmetrie könnte, ähnlich wie der <math>q\bar{q}</math>-Beitrag, das Entstehen des Quark-Gluon-Plasmas anzeigen.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Zusammengesetztes Teilchen]]

Dilepton - Versionsgeschichte

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