Untergrund-Ereignisse

Bei der Kollision von Protonen können nicht nur Z- oder Higgs-Bosonen erzeugt werden. Eine schier unglaubliche Anzahl von Teilchen kann erzeugt wurden. Zum Beispiel könnten stattdessen oder außerdem ein W-Boson oder ein top-Quark-Paar aus der Kollision resultieren. Auch diese Teilchen zerfallen augenblicklich nach ihrer Entstehung, da sie sehr massiv sind.

Kollisionen können auch oft zu Teilchenschauern, so genannten Jets, führen, ohne Z- und W-Teilchen oder top-Quarks zu enthalten. Ereignisse mit W-Bosonen, top-Quarks oder Jets, die wie ein Signalereignis (Ereignisse, nach denen Du eigentlich suchst, wie Z- oder Higgs-Teilchen) aussehen, werden als Untergrundereignis bezeichnet.

Das Diagramm zeigt, wie ein W-Boson entsteht und wieder zerfällt.

In diesem Diagramm ist der vorherrschende Prozess (ebenfalls wieder Quark-Gluon-Wechselwirkung) dargestellt, bei dem W--Teilchen entstehen. Auch hier entsteht wieder mindestens ein Jet im Ereignis (diesmal aus dem u-Quark). Du siehst also: Ein W-Teilchen zerfällt typischerweise in ein geladenes Lepton - und nicht in zwei, wie ein Z-Boson. Außerdem entsteht noch ein Neutrino. Wie Du zuvor erfahren hast, erkennst Du ein Neutrino an der fehlenden Energie in der Gesamtbilanz.

Das W- Boson entsteht aus einem anti-up- (u) und einem down-Quark (d) und zerfällt wiederum in ein Elektron und ein Antineutrino. Dies ist nur einer von vielen möglichen wegen, wie ein W-Boson gebildet wird und wieder zerfällt.

Vergleich die Zerfallsprodukte beispielsweise mit denen des Z-Bosons. Zur Erinnerung: Das Z-Boson hat keine elektrische Ladung, deshalb muss die Summe der Ladungen der Zerfallsprodukte ebenfalls Null sein. Das W-Boson ist allerdings nicht elektrisch neutral, es trägt die Ladung +/- 1. Deshalb kann beim Zerfall kein Teilchen-Antiteilchen-Paar elektrisch geladener Teilchen entstehen.