Exercice sur l'identification des particules

Le plus souvent les traces d'un grand nombre de particules différentes sont visibles dans un événement.

Pour ce premier exercice vous serez un détective : utilisez les informations données par le logiciel de visualisation pour identifier les particules (électrons, positrons, muons, anti-muons, photons, neutrinos et jets) présentes dans chacun des événements ci-dessous.

Une fois la/les particule(s) choisie(s), entrez votre réponse en cliquant sur "Check". Le bouton "Hint" vous permettra d'obtenir une indication. Enfin, pour voir la solution, appuyez sur "Correct".

Bonne chance!

particule 1 électron positron muon antimuon photon neutrino-antineutrino jet
 
particule 2 électron positron muon antimuon photon neutrino-antineutrino jet
 
particule 3 électron positron muon antimuon photon neutrino-antineutrino jet
 

Le choix 1 (électron) est correct. Le choix 2 (positron) est faux. La différentiation entre électron et positron se fait à partir du signe de la quantité PT. La particule associée à la trace rouge et qui a déposé son énergie dans le calorimètre électromagnétique a un PT négatif. C'est un lepton de charge électrique négative qui est stoppé dans le calorimètre électromagnétique : il s'agit donc un électron.

Les choix 3 et 4 (respectivementmuon et anti-muon) sont faux car il n'y a pas de particule 'visible' créée par les collisions proton-proton et qui arrive jusqu'aux chambres à muons. Le choix 5 (photon) est faux puisqu'il n'y a pas de dépôt d'énergie dans le calorimètre électromagnétique qui ne corresponde pas à une trace.

Le choix 6 (neutrino) est correct car un neutrino a été émis en plus de l'électron. Le neutrino emporte une fraction de l'impulsion disponible et sort du détecteur sans être détecté. C'est pour cela qu'il est seulement visible à travers la mesure du défaut d'énergie. Celle-ci montre une impulsion transverse manquante (MET) dans la direction du neutrino émergent. Sa valeur -- 42 GeV -- est suffisamment grande pour qu'on puisse relier cette MET à la création d'un neutrino.

Le choix 7 (jets) est faux parce qu'on n'observe aucune gerbe de particules.

particule 4 électron positron muon antimuon photon neutrino-antineutrino jet
 

Le choix 1 (électron) est faux parce que la particule qui se déplace vers le bas est un positron : le signe de la quantité PT correspond à une particule chargée positivement.

Le choix 2 (positron) est correct.

Le choix 3 (muon) est exact alors que le choix 4 (anti-muon) est faux. Le choix 5 (photon) est faux puisque il n'y a pas de dépôt dans le calorimètre électromagnétique qui ne corresponde pas à une trace.

Les choix 6 (neutrino) et 7 (jets) sont corrects : pour le premier choix, l'impulsion transverse manquante (MET) est suffisamment grande et pour le second on observe une bouffée de particules dans l'événement, lesquelles laissent des dépôts d'énergie importants dans les calorimètres hadroniques.

particule 5 électron positron muon antimuon photon neutrino-antineutrino jet