Rekonstruktion af massen
Hæng på! Du er på vej til at dykke ned i nogle meget vigtige fysiske begreber!
I den udvidede udgave af Einsteins formel , er E energien af partiklen, p er dens impuls og m0 er dens masse når den er i hvile. Det viser sig at denne definition af masse er bevaret i naturen og den kaldes den ”invariante masse”. Ved at omordne formlen får vi:
Da denne størrelse er bevaret kan vi bruge den til at slutte os til massen af en (moder-)partikel der henfalder: Man måler energien og impulsen af dens henfaldsprodukter, og derud fra beregne massen af moderpartiklen, fordi hvad der kommer ind må kommer ud igen. Helt ligetil og enkelt, ikke?
I tilfældet hvor Z bosonen henfalder til et elektron (e-) positron (e+) par, fører summen af energier og impulser af elektronen og positronen til massen af Z bosonen sådan:
Z bosonens energi og impuls, EZ=Ee- + Ee+ og er kendt fordi ATLAS detektoren kan måle energien og impulsen af henfaldsprodukterne. Det betyder at du har alle de oplysninger du skal bruge for at beregne Z bosonens masse, eller massen af andre partikler, som J/ψ og Υ!
I virkeligheden kan denne, såkaldte invariant masse metode bruges på en række forskellige kombinationer af henfaldsprodukter, som fx γγ, l+ l- (l=e,μ), l+ l- l+ l- og flere, som du vil opdage, når du studerer Z bosonen for at jagte Higgs bosonen, eller endda lede efter ukendte partikler.