Αναγνωρίζοντας γεγονότα με το πρόγραμμα MINERVA

Εδώ, θα μάθεις πώς εμφανίζονται στο πρόγραμμα παρουσίασης MINERVA τα γεγονότα που αναφέρθηκαν. Έτσι, θα χρησιμοποιήσεις τις γνώσεις σου στην ταυτοποίηση σωματιδίων. Θα μάθεις να διαχωρίζεις γεγονότα με W ως γεγονότα σήματος από τα υπόλοιπα γεγονότα υπόβαθρου. Οι παρακάτω εικόνες θα σε βοηθήσουν στην καλύτερη κατανόηση αυτής της διάκρισης.



Διαδικασίες σήματος
  • Στην όψη βάσης και στην πλαϊνή όψη φαίνονται μερικές τροχιές σωματιδίων. Αυτή είναι η εικόνα ενός τυπικού γεγονότος στον ανιχνευτή ATLAS. Πρόσεξε την τιμή της εγκάρσιας ελλείπουσας ορμής (38 GeV). Στο γεγονός αυτό δημιουργήθηκε ένα νετρίνο. Επομένως μας ενδιαφέρει! Ας δούμε αν μπορούμε να ταυτοποιήσουμε και άλλα σωματίδια.
  • Στην όψη βάσης μπορείς να δεις καθαρά ένα μιόνιο (ή αντιμιόνιο). Η τροχιά του στον ανιχνευτή τροχιών βρίσκεται στην αντίθετη κατεύθυνση από την κόκκινη διακεκομμένη γραμμή. Αυτό αποτελεί μια ισχυρή ένδειξη για διάσπαση ενός σωματιδίου W σε μιόνιο (κατευθύνεται προς τα αριστερά) και νετρίνο μιονίου (κατευθύνεται προς τα δεξιά).
  • Παρατηρούμε πολλές τροχιές στην πλαϊνή όψη στην πρώτη εικόνα επάνω. Αν θέλουμε να φαίνονται μόνο τα σωματίδια με μεγάλη εγκάρσια ορμή, μπορούμε να ορίσουμε περιορισμούς, τα λεγόμενα "κοψίματα" (cuts). Δηλαδή, επιλέγονται να φαίνονται μόνο τα σωματίδια με ορμή μεγαλύτερη από την τιμή περιορισμού. Φυσικά, πρέπει να ορισθεί αυτή η τιμή. Μια καλή τιμή για το ελάχιστο όριο της εγκάρσιας ορμής είναι 20 GeV. Έτσι επιλέγουμε όλες τις τροχιές που αντιστοιχούν σε σωματίδια με εγκάρσια ορμή μεγαλύτερη των 20 GeV. Στη δεύτερη εικόνα επάνω έχει εφαρμοσθεί αυτό το κόψιμο.


  • Στην όψη βάσης μπορείς να δεις τις ενδείξεις από ένα ηλεκτρόνιο με μεγάλη εγκάρσια ορμή και από ένα νετρίνο (ΜΕΤ=39 GeV) που κινείται στην αντίθετη κατεύθυνση. Στην πλαϊνή όψη μπορείς να διακρίνεις καθαρά το μοναχικό ηλεκτρόνιο.
  • Η πληροφορία για την τροχιά του λεπτονίου μας υποδεικνύει ότι πράγματι είναι ηλεκτρόνιο (πρόσεξε το αρνητικό πρόσημο).


Διαδικασίες υποβάθρου
  • Το γεγονός αυτό δεν αποτελεί σήμα γιατί φαίνονται πάνω από ένας θύσανος σωματιδίων.
  • Και οι δύο όψεις μεγεθυμένες και με χρήση της δυνατότητας "μάτι ψαριού" (που δίνει το πρόγραμμα MINERVA) δείχνουν καθαρά τους θυσάνους των σωματιδίων.
  • Στην εικόνα φαίνεται ακόμα μια πιο μεγεθυμένη πλαϊνή όψη του γεγονότος. Μπορείς να αναγνωρίσεις πολύ καθαρά πώς ο θύσανος των σωματιδίων ξεκινά από την κορυφή αλληλεπίδρασης (πράσινο). Παρουσιάζεται και μια ευθεία τροχιά που προέρχεται από διαφορετική κορυφή που λιγότερες από τρεις τροχιές, οπότε και δεν εμφανίζεται.


  • Εδώ φαίνεται η διάσπαση ενός σωματιδίου Z, που είναι ο ηλεκτρικά ουδέτερος φορέας της ασθενούς αλληλεπίδρασης. Το Z διασπάται άμεσα σε μιόνιο και αντιμιόνιο.
  • Όπως μπορείς να δεις από αυτή τη μεγεθυμένη όψη κατά μήκος της δέσμης των πρωτονίων, ένα μιόνιο και ένα αντιμιόνιο κινούνται σε αντίθετη φορά (πλάτη-με-πλάτη). Τα δύο σωματίδια μπορεί να δημιουργήθηκαν από τη διάσπαση ενός σωματιδίου αμέσως μετά τη δημιουργία του. Επιπλέον, δεν παρουσιάζεται ελλείπουσα εγκάρσια ορμή, δηλαδή μάλλον δεν έχουμε δημιουργία νετρίνου.
  • Πάντοτε θα πρέπει να διπλο-εξετάζουμε την περίπτωση παραγωγής ενός σωματιδίου Z. Τα δύο μιόνια πρέπει να έχουν αντίθετο φορτίο.