Εξάσκηση στην ταυτοποίηση σωματιδίων

Σε κάθε γεγονός μπορείς να δεις τροχιές από διάφορα σωματίδια.

Θα παίξεις τον ντετέκτιβ στην πρώτη άσκηση. Κάνοντας χρήση των συγκεκριμένων χαρακτηριστικών κάθε γεγονότος ανακάλυψε ποια τροχιά αντιστοιχεί σε ηλεκτρόνιο, μιόνιο, νετρίνο, ή πίδακα.

Χρησιμοποίησε τα κουτάκια κάτω από κάθε άσκηση για να καταγράψεις τον τύπο του σωματιδίου που μόλις παρατήρησες κάνοντας κλικ στο 'Check'. Το κουμπί 'Hint' σου δίνει μια βοήθεια! Το κουμπί 'Correct' εμφανίζει την σωστή απάντηση.

Καλή τύχη!

Σωματίδιο 1 ηλεκτρόνιο ποζιτρόνιο μιόνιο αντιμιόνιο φωτόνιο νετρίνο-αντινετρίνο πίδακας
 
Σωματίδιο 2 ηλεκτρόνιο ποζιτρόνιο μιόνιο αντιμιόνιο φωτόνιο νετρίνο-αντινετρίνο πίδακας
 
Σωματίδιο 3 ηλεκτρόνιο ποζιτρόνιο μιόνιο αντιμιόνιο φωτόνιο νετρίνο-αντινετρίνο πίδακας
 

Η Επιλογή 1 (ηλεκτρόνιο) είναι σωστή. Η Επιλογή 2 (ποζιτρόνιο) είναι λανθασμένη. Το αν είναι ηλεκτρόνιο ή ποζιτρόνιο φαίνεται από το πρόσημο της PT. Το πρόσημο της PT, όπως φαίνεται από τις πληροφορίες του ηλεκτρομαγνητικού θερμιδόμετρου για την κόκκινη τροχιά, είναι αρνητικό. Δηλαδή, ένα αρνητικά φορτισμένο λεπτόνιο σταμάτησε μέσα στο ηλεκτρομαγνητικό θερμιδόμετρο, οπότε είναι ηλεκτρόνιο.

Η Επιλογή 3 και 4 (μιόνιο και αντιμιόνιο αντίστοιχα) είναι λανθασμένες, διότι δεν υπάρχει ορατό σωματίδιο που να έχει δημιουργηθεί από τη σύγκρουση πρωτονίων και να φθάνει στους θαλάμους μιονίων. Η επιλογή 5 (φωτόνιο) είναι λανθασμένη διότι δεν υπάρχει εναπόθεση ενέργειας στο ηλεκτρομαγνητικό θερμιδόμετρο που να μην αντιστοιχεί σε τροχιά.

Η Επιλογή 6 (νετρίνο) είναι σωστή, διότι μαζί με το ηλεκτρόνιο εκπέμπεται και ένα νετρίνο. Το νετρίνο μεταφέρει κλάσμα της ορμής και δεν ανιχνεύεται. Γι' αυτό και μπορούμε να το εντοπίσουμε με την βοήθεια τού μη ισοσκελισμού της ορμής. Εδώ βλέπουμε την ελλείπουσα ορμή (MET) στην κατεύθυνση του διαφεύγοντος νετρίνο. Η μεγάλη τιμή της MET, 42 GeV, επιτρέπει την ιχνηλασία της ως το σημείο παραγωγής του νετρίνο.

Η Επιλογή 7 (πίδακας) είναι λανθασμένη εφ' όσον δεν παρατηρείται θύσανος σωματιδίων.

Σωματίδιο 4 ηλεκτρόνιο ποζιτρόνιο μιόνιο αντιμιόνιο φωτόνιο νετρίνο-αντινετρίνο πίδακας
 

Η Επιλογή 1 (ηλεκτρόνιο) είναι λανθασμένη διότι το σωματίδιο που κινείται προς τα κάτω είναι ποζιτρόνιο. Το θετικό πρόσημο της PT δείχνει ένα θετικά φορτισμένο σωματίδιο.

Η Επιλογή 2 (ποζιτρόνιο) είναι ορθή.

Η Επιλογή 3 (μιόνιο) είναι σωστή ενώ η Επιλογή 4 (αντιμιόνιο) είναι λανθασμένη.

Η επιλογή 5 (φωτόνιο) είναι λανθασμένη διότι δεν υπάρχει εναπόθεση ενέργειας στο ηλεκτρομαγνητικό θερμιδόμετρο που να μην αντιστοιχεί σε τροχιά.
Η Επιλογή 6 (νετρίνο) και η Επιλογή 7 (πίδακας) είναι σωστές διότι από τη μία η τιμή της ελλείπουσας εγκάρσιας ορμής είναι αρκετά μεγάλη και από την άλλη ένας πίδακας σωματιδίων φαίνεται καθαρά, αφήνοντας σημαντικά σημάδια στο αδρονικό θερμιδόμετρο.

Σωματίδιο 5 ηλεκτρόνιο ποζιτρόνιο μιόνιο αντιμιόνιο φωτόνιο νετρίνο-αντινετρίνο πίδακας