Schwellenergie

Threshold bzw. Schwellenergie wird in der Teilchenphysik die Energie (Ruhe- und Bewegungsenergie) genannt, ab der ein Teilchen real entstehen kann.

Schießt man zwei Teilchen aufeinander, haben diese eine Energie, die sich aus der Masse der beiden Teilchen plus der relativen Bewegungsenergie zusammensetzt. Wenn es bei einer solchen Kollision prinzipiell erlaubt ist, dass ein bestimmtes drittes Teilchen entsteht, ist es entscheidend, ob diese Gesamtenergie der Kollision ober- oder unterhalb der der Ruheenergie des dritten Teilchens liegt. Liegt die Gesamtenergie unterhalb, kann das dritte Teilchen virtuell entstehen. Es zerfällt dann wieder, bevor es in irgendeinem Detektor registriert werden kann. Im anderen Fall kann das dritte Teilchen real entstehen und in einem Detektor gemessen werden. Dieser Punkt, der der Ruhemasse des dritten Teilchens entspricht, wird Threshold genannt.

Beispiel: Elektron und Positron $\rightarrow$ Z⁰ (Z-Boson). Die Schwellenergie liegt hier bei ca. 90 MeV. Dass es das Z⁰ prinzipiell gibt, ist jedoch auch unterhalb von 90 MeV schon wichtig, da auch unterhalb von 90 MeV nicht aus jeder Elektron/Positron Kollision ein Photon entsteht. Manchmal entsteht auch ein Z⁰ und zerfällt wieder. In den Detektorresultaten zeigt sich dies an den Raten der Endzustände, die sich von denen reiner Photonproduktion unterscheiden.