Eventi di fondo

Nelle collisioni tra protoni, si producono tutti i tipi di particelle, non solo bosoni di Z o Higgs! Ad esempio, possono esserci in aggiunta o in sostituzione un bosone W o un quark top. Anche queste particelle decadono immediatamente subito dopo essere state prodotte, dato che sono, analogamente ai bosoni Z e Higgs, molto pesanti.

Le collisioni danno spesso anche getti, o “jet” di particelle, non contenenti Z, W o top. Eventi con W, top o jet, che potrebbero assomigliare a un evento di “segnale”, contenente cioè la particella che si sta cercando (Z, Higgs o altro), vengono detti eventi di fondo.

Il diesegno mostra la produzione e il decadimento di un bosone W-.

Questo diagramma mostra il processo dominante (interazione quark-gluone) che conduce alla produzione delle particelle W-. Viene prodotto anche almeno un jet generato da un quark up. Come puoi vedere un bosone W decade tipicamente in un solo leptone carico, non due come il bosone Z, accompagnato da un neutrino. Come abbiamo visto, la presenza di un neutrino sarà segnalata solamente dall'energia mancante nel nostro bilancio di energia.

In questo caso il bosone W- è prodotto in una collisione fra un gluone e un quark down (d) e decade in un elettrone e un anti-neutrino. Questo non è l’unico modo di produzione e decadimento del bosone W- , ce ne sono parecchi altri!

Si possono confrontare i prodotti di decadimento, ad esempio con quelli del bosone Z. Ricorda: il bosone Z è neutro, pertanto la somma delle cariche dei suoi prodotti di decadimento deve essere uguale a zero. Invece, il bosone W non è neutro, avendo carica elettrica uguale a +/-1. Pertanto, I suoi prodotti di decadimento non possono essere una coppia particella antiparticella in cui entrambe sono cariche.