Z-Pfad

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Übung 1

In den Ereignissen lassen sich oft Spuren von mehreren verschiedenen Elementarteilchen beobachten.

Du wirst in der ersten Übung Detektiv sein. Nutze die Möglichkeiten von HYPATIA, um in den folgenden Ereignissen alle Elektronen, Myonen, Photonen, Neutrinos und Jets aufzuspüren.

Markiere Deine Auswahl. Klicke auf „Check“, um Deine Ergebnisse zu überprüfen. Unter „Hint“ erhältst Du weitere Hinweise. Die richtigen Antworten zeigt Dir ein Klick auf „Correct“.

Viel Erfolg!

• 
• In diesem Ereignis gibt es nur genau ein Teilchen, das sich nach rechts unten bewegt. Das Ereignis ist in der Seiten- und Querschnittsansicht dargestellt. Welches Teilchen ist das?
• Das gleiche Ereignis in der Seitenansicht (vergrößert).
• Zusätzlich sind im Bild rechts oben die Messdaten für das nach rechts unten geflogenen Teilchen dargestellt. Wie heißt das Teilchen?

Teilchen 1	Elektron	Positron	Myon	Antimyon	Photon	Neutrino-Antineutrino	Jet

• 
• In diesem Ereignis gibt es nur genau ein Teilchen, das sich nach rechts unten bewegt. Das Ereignis ist in der Seiten- und Querschnittsansicht dargestellt. Welches Teilchen ist das?
• Das gleiche Ereignis in der Seitenansicht (vergrößert).
• Zusätzlich sind im Bild rechts oben die Messdaten für das nach rechts unten geflogenen Teilchen dargestellt. Wie heißt das Teilchen?

Teilchen 2	Elektron	Positron	Myon	Antimyon	Photon	Neutrino-Antineutrino	Jet

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• In diesem Ereignis gibt es zwei Teilchen zu identifizieren. Welche Teilchen sind das?
• Das gleiche Ereignis in Sicht des Strahlrohrs (vergrößert).
• Zusätzlich sind im Bild links die Messdaten für das nach links oben geflogene Teilchen dargestellt. Wie heißen die Teilchen?

Teilchen 3	Elektron	Positron	Myon	Photon	Antimyon	Neutrino-Antineutrino	Jet

Alternative 1 (Elektron) ist richtig. Alternative 2 (Positron) ist falsch. Die Entscheidung, ob es sich um ein Elektron oder Positron handelt wird über das Vorzeichen beim PT-Wert getroffen. In diesem Ereignis ist das Vorzeichen des PT-Wertes beim Teilchen mit der roten Spur und den Kalorimetereinträgen im elektromagnetischen Kalorimeter ein Minus. Daher ist es elektrisch negativ geladen.

Alternativen 3 und 4 (muon resp. anti-muon) sind nicht korrekt, da in den Myonkammern keine Eintr&#auml; sind.

Die Alternative 6 (Neutrino) ist richtig, da zusätzlich zum Elektron in entgegengesetzter Richtung ein Neutrino entstand, das einen Impulsanteil aus dem Detektor mitnahm. Dies zeigt sich am fehlenden transversalen Impuls (MET), der mit 42 GeV groß genug ist.

Alternative 7 (Jets) ist falsch, da keine Bündel von Teilchen in diesem Ereignis auftreten.

• 
• Welche Teilchen und/oder Objekte sind in diesem Ereignis zu sehen?
• Das gleiche Ereignis in Sicht des Strahlrohrs (vergrößert). Die Daten in der linken oberen Ecke beziehen sich auf das in dieser Ansicht nach unten laufende Teilchen, dessen Spur im Spurdetektor rot gefärbt ist.
• In diesem Bild sind außerdem die Daten des Teilchens (wiederum in der linken oberen Ecke) ersichtlich, dass sich nach links in Vorwärtsrichtung bewegt. Wie sind die Namen der identifizerbaren Objekte?

Teilchen 4	Elektron	Positron	Myon	Antimyon	Photon	Neutrino-Antineutrino	Jet

Alternative 1 (Elektron) ist falsch, weil es sich beim nach unten laufenden Teilchen um ein Positron handelt. Dies erkennst Du an dem positiven Vorzeichen des PT-Wertes, der auf ein elektrisch positiv geladenes Teilchen hinweist.

Die Alternative 2 (Positron) ist demnach richtig.

Die Alternative 3 (Myon) trifft zu, während Alternative 4 (Antimyon) nicht zutrifft.

Alternativen 6 (Neutrino) und 7 (Jets) treffen zu, da zum einen der fehlende transversale Impuls (MET) groß genug ist und zum anderen ein Bündeln von Teilchen im Ereignis zu sehen ist, die insbesondere im hadronischen Kalorimeter große Einträge hinterlässt.

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• Welche Teilchen kannst Du in diesem Ereignis erkennen? Es gibt zwei Teilchen in der Tabelle. Der Mindestwert für pT wird nun auf 5 GeV festgelegt.
• Das gleiche Ereignis in der vergrößerten Ansicht. Nur eine Teilchenspur ist nach Anwendung des Cuts übrig.
• Hier ist dasselbe Ereignis in der Seitenansicht.

Teilchen 5	Elektron	Positron	Myon	Antimyon	Photon	Neutrino-Antineutrino	Jet