W boson
Partiklerne som udveksles i de svage vekselvirkninger er de tre budbringere W+, W- og Z0. W partikler produceres på forskellige måder under proton-proton sammenstød i LHC. Det følgende billedgalleri introducerer dem. Feynman diagrammer bruges til bedre at illustrere dem. Lær diagrammerne at kende her.
Produktion af forskellige W partikler
  • Dette Feynman diagram viser den proces, som de fleste af W+ partiklerne produceres i, kaldet kvark-gluon vekselvirkning. Der produceres også en d-kvark i processen. Denne kvark frembringer en jet. Om jetten er synlig eller ej afhænger af den retning d-kvarken bevæger sig i. Det sker ofte, at man ikke kan se jetten fra d-kvarken fordi kvarken bevæger sig langs beamrøret. I de fleste tilfælde ser man enten nul eller en jet i sådan en begivenhed. Der kan også udstråles gluoner, som viser sig gennem flere jets.
  • Dette diagram viser den dominerende proces (kvark-gluon vekselvirkning) som danner W- partikler. Der dannes også mindst én jet fra u-kvarken.


  • Men W+ partikler kan også udsendes fra kvarker. Det vises her: en u-kvark forvandles til en d-kvark ved at udsende en W+ partikel.
  • Og det samme gælder for anti-kvarker. Her: en anti u-kvark forvandles til en anti d-kvark.


henfald af W partikler
W partiklen er tung (80,4 GeV/c2) og henfalder umiddelbart efter at den er produceret. I to tredjedele af henfaldene skabes et kvark-antikvark par, som optræder som jets i detektoren. I en tredjedel af W henfaldene skabes en ladet lepton og en neutrino. De tre ladede leptoner, elektronen, myonen og tau er lige hyppige. Før en tau kan detekteres i detektoren henfalder den også. I vores begivenheder leder vi kun efter henfald af W partikler til elektroner (eller positroner) og myoner (eller antimyoner). På den måde får vi følgende Feynman diagrammer:

  • W+ henfalder til en positron og en elektron-neutrino i dette tilfælde.
  • Her henfalder W- til en elektron og en anti elektron-neutrino.
  • W+ kan også henfalde til en anti-myon og en myon-neutrino.
  • W- har også mulighed for at henfalde til en myon og en anti myon-neutrino.


Begivenheder med en signatur i detektoren, som illustreret med de sidste fire diagrammer, vil ses som signal begivenheder i vores data samples. De er en umiskendelig indikation af, at en W partikel har eksisteret i et meget kort øjeblik. Alle andre begivenheder klassificeres som baggrund. Lad os se på mulige baggrundsbegivenheder i det sidste billedgalleri:

Baggrundsbegivenheder
Når protoner støder sammen kan ikke blot W partikler, men også for eksempel en Z0 partikel skabes. Disse partikler henfalder også umiddelbart efter at de er produceret:
  • Z0 partiklen, som produceres i en proton-proton kollision, kan blandt andet henfalde til et elektron-positron par eller ...
  • ... til et myon-antimyon par.


Derfor skal vi nu se på hvordan vi kan identificere alle disse begivenheder med MINERVA.