Procvičte si určování částic

Na zobrazení každé z událostí jsou vidět stopy mnoha různých částic.

V tomto prvním cvičení si zahrajeme na detektivy. Máte za úkol využít možnosti, které poskytuje zobrazovací program, a rozpoznat všechny elektrony, pozitrony, miony, anti-miony, fotony, neutrina a jety v každé z událostí.

To, jakou částici jste pozorovali, označte pomocí tlačítek pod každým z cvičení a ověřte si to stisknutím tlačítka ‘Check’ (Ověřit). U některých případů může pomoci tlačítko ‘Hint’ (Nápověda). Tlačítko ‘Correct’ (Správně) odhalí správnou odpověď.

Hodně zdaru!

částice 1 elektron pozitron mion antimion foton neutrino-antineutrino jet
 
částice 2 elektron pozitron mion antimion foton neutrino-antineutrino jet
 
částice 3 elektron pozitron mion antimion foton neutrino-antineutrino jet
 

Možnost 1 (elektron) je správně. Možnost 2 (pozitron) je špatně. Zda jde o elektron nebo pozitron se pozná podle znaménka před hodnotu PT. PT částice z této události, jejíž stopa je zobrazena červeně a jež doletěla jen do elektromagnetického kalorimetru, má záporné znaménko. Je to tedy záporně nabitý lepton, jenž se zastavil v elektromagnetickém kalorimetru - jinými slovy elektron.

Možnosti 3 a 4 (mion nebo antimion) nejsou správně, protože zde není 'viditelná' částice, která by vznikla ve srážce proton-proton a doletěla až do mionových komor.

Možnost 5 (foton) není správně, protože není vidět žádná energie uložená v elektromagnetickém kalorimetru, jíž by neodpovídala dráha v dráhovém detektoru.

Možnost 6 (neutrino) je správně. Neutrino vzniklo současně s elektronem (přesněji řečeno jde v daném případě o antineutrino, ale to v tomto měření nepotřebujeme rozlišovat). Odneslo část celkové hybnosti a opustilo detektor, aniž zanechalo jakýkoli záznam. Můžeme se o něm dovědět jedině z měření nerovnováhy v celkové energetické bilanci. Charakterizuje ji veličina MET (v podstatě chybějící příčná hybnost) ve směru, ve kterém neutrino opustilo detektor. Její hodnota v tomto případě (42 GeV) je dost velká na to, aby skutečně mohlo jít o neutrino vzniklé společně s elektronem.

Možnost 7 (jety) není správně. Nepozorujeme žádné skupiny společně letících částic.

částice 4 elektron pozitron mion antimion foton neutrino-antineutrino jet
 

Možnost 1 (elektron) je špatně, protože částici letící směrem dolů je pozitron. Znaménko veličiny PT této částice je kladné, což znamená kladný elektrický náboj.

Možnost 2 (pozitron) je správně.

Možnost 3 (mion) je správně, zatímco možnost 4 (antimion) není.

Možnost 5 (foton) není správně, protože není vidět žádná energie uložená v elektromagnetickém kalorimetru, jíž by neodpovídala dráha v dráhovém detektoru.

Možnosti 6 (neutrino) a 7 (jety) jsou správně, protože chybějící příčná hybnost (MET) je dostatečně veliká a na druhé straně pozorujeme i skupinu částic, které (a to je důležité) zanechávají velký signál v hadronovém kalorimetru.

částice 5 elektron pozitron mion antimion foton neutrino-antineutrino jet