Ταυτοποιώντας μέσω της μάζας

Περίμενε! Είσαι έτοιμος/η να διεισδύσεις σε ορισμένες σημαντικές έννοιες της φυσικής!

Στην πιο ολοκληρωμένη μορφή της εξίσωσης του Αϊνστάιν , Ε είναι η ενέργεια του σωματιδίου, p η ορμή του και m0 η μάζα του, όταν αυτό βρίσκεται σε ηρεμία. Στη Φύση, η μάζα αυτή διατηρείται και ονομάζεται Αναλλοίωτη Μάζα. Παίζοντας λίγο με τη σχέση, καταλήγουμε:

Εφ' όσον η ποσότητα αυτή διατηρείται, μπορούμε να τη χρησιμοποιήσουμε για τον προσδιορισμό της μάζας του "μητρικού" σωματιδίου που διασπάται: Μέτρησε τις ενέργειες και τις ορμές των προϊόντων της διάσπασης, από τις οποίες ανακατασκευάζεται η μάζα του μητρικού σωματιδίου, αφού "ό,τι εισέρχεται, εξέρχεται". Αρκετά απλό, έτσι δεν είναι;

Στην περίπτωση που το σωματίδιο Ζ διασπάται σε ζευγάρι ηλεκτρονίου-ποζιτρονίου (e--e+), το άθροισμα των ενεργειών και των ορμών των δύο σωματιδίων μας οδηγεί στη μάζα του σωματιδίου Ζ κατά τον ακόλουθο τρόπο:

Η ενέργεια EZ=Ee- + Ee+ και η ορμή του σωματιδίου Ζ είναι γνωστές, διότι ο ανιχνευτής ATLAS έχει την ικανότητα να μετρά την ενέργεια και την ορμή των προϊόντων της διάσπασης του Ζ. Αυτό σημαίνει ότι έχεις ό,τι χρειάζεσαι για να υπολογίσεις την μάζα του Ζ, ή οποιουδήποτe άλλου σωματιδίου, όπως το J/ψ ή το Υ, που διασπάται!

Μάλιστα, η λεγόμενη μέθοδος της αναλλοίωτης μάζας χρησιμοποιείται για μια ποικιλία προϊόντων διάσπασης, όπως γγ, l+l- (l=e,μ), l+l-l+l-, και ακόμα περισσότερες, όπως θα δεις στην περίπτωση μελέτης του Ζ, της έρευνας για το Higgs, ή ακόμα και στην περίπτωση εξερεύνησης του Αγνώστου!