Struktura protonu
Akcelerator LHC został zaprojektowany do zderzania protonów. Przy odpowiednio dużej energii zderzenie zachodzi nie pomiędzy protonami, rozumianymi jako cały obiekt, ale pomiędzy ich elementami składowymi. Możliwe jest więc wyciągnięcie wniosków na temat wewnętrznej struktury protonu poprzez analizę produktów zderzenia. Naszym zadaniem jest znalezienie i zliczenie wszystkich przypadków, w których została wyprodukowana cząstka W. Cząstka W rozpada się na lepton (elektron lub pozyton, albo mion lub antymion) i towarzyszące mu neutrino. Takie przypadki nazywamy przypadkami sygnału. Oprócz przypadków sygnału występuje wiele przypadków tła.
Po wykonaniu ćwiczenia możemy oszacować wynik pomiarów. Opis, jak to zrobić, znajduje się tutaj.

Zadanie 1

Odkryjmy strukturę protonu!

Wybieramy wszystkie przypadki sygnału (przypadki, w których produkowana jest cząstka W) spośród 50 przypadków w zbiorze danych. W wybranych przypadkach określamy ładunek elektryczny cząstki W. Następnie wyznaczymy stosunek liczby dodatnio naładowanych cząstek W do liczby ujemnie naładowanych cząstek W. Stosunek ten nazywamy R±.


Poniższy schemat przedstawia przegląd wszystkich możliwych przypadków sygnału i przypadków tła.



Przypadek, który ma być uznany za przypadek sygnału, musi spełniać następujące kryteria:



  • brakująca energia poprzeczna (MET) w przypadku jest większa lub równa 20 GeV.
  • przypadek zawiera dokładnie jeden lepton (elektron, pozyton, mion, antymion), którego pęd poprzeczny (PT) jest większy niż 20 GeV i który jest izolowany (wartość "Isolation" jest mniejsza niż 0.2).


Tylko wtedy, gdy przypadek spełnia wszystkie wyżej wymienione kryteria, możemy stwierdzić, że została w nim wyprodukowana cząstka W i nazwać go przypadkiem sygnału.