Varianta Z

• Boson Z
• Higgsův boson
• Rozpoznávání částic
  • Detektor ATLAS
  • Pojďte si hrát
  • Zobrazovací program HYPATIA
  • Jak se zobrazují stopy částic
  • Procvičte si to
• Rozpoznávání událostí
• Hledejte a objevujte pomocí hmotnosti
• Dejte se do práce!

Zásobárna vědomostí

• Standardní model
• Výzkum na LHC
• Více o bosonu Z
• Jednotky energie
• Hybnost
• Vektory
• Histogramy
• Radioaktivita a boson W
• Feynmanovy diagramy

Procvičte si určování částic

Na zobrazení každé z událostí jsou vidět stopy mnoha různých částic.

V tomto prvním cvičení si zahrajeme na detektivy. Máte za úkol využít možnosti, které poskytuje zobrazovací program, a rozpoznat všechny elektrony, pozitrony, miony, anti-miony, fotony, neutrina a jety v každé z událostí.

To, jakou částici jste pozorovali, označte pomocí tlačítek pod každým z cvičení a ověřte si to stisknutím tlačítka ‘Check’ (Ověřit). U některých případů může pomoci tlačítko ‘Hint’ (Nápověda). Tlačítko ‘Correct’ (Správně) odhalí správnou odpověď.

Hodně zdaru!

• 
• Zde je zobrazena jediná částice. Na zobrazení z boku směřuje doprava dolů. Událost je zobrazna jak koncovém pohledu (v příčném průřezu, pohled ve směru svazku), tak v bočním. O jakou částici jde?
• Stejná událost, ale v bočním pohledu ve větším zvětšení.
• Další informace o částici, jež letěla doprava dolů (rekonstruované ze záznamu v detektoru) jsou v pravém horním rohu obrázku. Co je to za částici?

částice 1	elektron	pozitron	mion	antimion	foton	neutrino-antineutrino	jet

• 
• Zde je opět jen jediná částice. A znovu se pohybuje doprava dolů (v bočním pohledu). Událost je zobrazna jak v koncovém pohledu, tak v bočním. O jakou částici jde?
• Zvětšený obrázek stejné události v bočním pohledu.
• Další informace o částici, jež se pohybovala doprava dolů, jsou v rámečku v pravém horním rohu obrázku. Co je to za částici?

částice 2	elektron	pozitron	mion	antimion	foton	neutrino-antineutrino	jet

• 
• V této události je třeba identifikovat dvě částice. Které to jsou?
• Zvětšené koncové zobrazení stejné události.
• Informace o částici, která letěla v bočním zobrazení doprava nahoru.

částice 3	elektron	pozitron	mion	antimion	foton	neutrino-antineutrino	jet

Možnost 1 (elektron) je správně. Možnost 2 (pozitron) je špatně. Zda jde o elektron nebo pozitron se pozná podle znaménka před hodnotu PT. PT částice z této události, jejíž stopa je zobrazena červeně a jež doletěla jen do elektromagnetického kalorimetru, má záporné znaménko. Je to tedy záporně nabitý lepton, jenž se zastavil v elektromagnetickém kalorimetru - jinými slovy elektron.

Možnosti 3 a 4 (mion nebo antimion) nejsou správně, protože zde není

Možnost 6 (neutrino) je správně. Neutrino vzniklo současně s elektronem (přesněji řečeno jde v daném případě o antineutrino, ale to v tomto měření nepotřebujeme rozlišovat). Odneslo část celkové hybnosti a opustilo detektor, aniž zanechalo jakýkoli záznam. Můžeme se o něm dovědět jedině z měření nerovnováhy v celkové energetické bilanci. Charakterizuje ji veličina MET (v podstatě chybějící příčná hybnost) vesměru, ve kterém neutrino opustilo detektor. Její hodnota v tomto případě (42 GeV) je dost velká na to, aby skutečně mohlo jít o neutrino vzniklé společně s elektronem.

Možnost 7 (jety) není správně. Nepozorujeme žádné skupiny společně letících částic.

• 
• Které částice či objekty se dají rozpoznat v této události?
• Zvětšený obraz stejné události v koncovém pohledu. Data v levém horním rohu se týkají částice, která se pohybuje v tomto zobrazení směrem dolů a jejíž dráha v dráhovém detektoru je zobrazena červeně.
• Údaje o částici, která se pohybuje dopředu doleva, jsou v informačním rámečku. Jak se nazývají zobrazené objekty?

částice 4	elektron	pozitron	mion	antimion	foton	neutrino-antineutrino	jet

Možnost 1 (elektron) je špatně, protože částici letící směrem dolů je pozitron. Znaménko veličiny PT této částice je kladné, což znamená kladný elektrický náboj.

Možnost 2 (pozitron) je správně.

Možnost 3 (mion) je správně, zatímco možnost 4 (antimion) není.

Možnosti 6 (neutrino) a 7 (jety) jsou správně, protože chybějící příčná hybnost (MET) je dostatečně veliká a na druhé straně pozorujeme i skupinu částic, které (a to je důležité) zanechávají velký signál v hadronovém kalorimetru.

• 
• Jaké částice či objekty vidíme na zobrazení této události? V tabulce "Physics Objects" jsou dva objekty. Všimněme si take, že je nastaveno ohraničení na Pt > 5GeV.
• Zde vidíme zvětšený obrázek téže události v zobrazení zepředu. Při ohraničení na Pt > 5 GeV zbývá v zobrazení jediná dráha.
• Tatáž událost v bočním pohledu.

částice 5	elektron	pozitron	mion	antimion	foton	neutrino-antineutrino	jet