A vous !

Votre travail consiste à mesurer les masses de particules comme le boson Z0 et à chercher le boson de Higgs. Vos observations vous serviront à créer des histogrammes qui seront à la fin de l’exercice combinés avec ceux faits par les autres groupes participant à cette Masterclasse. Si vous ne savez pas ce qu’est un histogramme, suivez ce lien. HYPATIA propose des outils pour calculer une masse invariante. Pour comprendre comment l’utiliser, suivez le lien vers le site officiel de HYPATIA. Dans cet exercice, vous allez utiliser ces outils en association avec les informations fournies par HYPATIA sur l’identification des particules.

Les images de collisions (en anglais « event displays ») qui vous sont proposées dans l’exercice contiennent un mélange d’événements

  • où un boson Z (ou d’autres particules) se désintègrent en une paire électron-positron ou muon-antimuon,
  • candidats pour une désintégration du boson de Higgs en deux photons,
  • ou en quatre leptons,

ainsi que des produits de collision complètement différents, comme des quarks, des gluons, et des bosons W. (Si vous ne vous souvenez plus à quoi ces particules ressemblent, retournez à la page Identification des événements).Vous devrez utiliser ce que vous savez sur l’identification des particules et l’outil de calcul de masse invariante (masse au repos) fourni par HYPATIA pour déterminer si un boson Z a été ou non produit.

Ce qu’il faut faire:

  1. Dans HYPATHIA, pour chaque collision, essayez de trouver les indices de l’existence de particules comme
    • un boson Z0, en cherchant une paire électron-positron ou muon-antimuon
    • un boson de Higgs, en cherchant une paire de photons
    • un boson de Higgs là encore, en cherchant deux paires de leptons (e+e-e+e-, e+e-μ+μ-, μ+μ-μ+μ-)
    Si vous ne trouvez pas de telles paires, l’événement pourrait être un événement dit de “ bruit de fond”. Utilisez les outils de pointage et l’information sur les particules de HYPATHIA pour prendre votre décision. Pour vous aider de savoir quels événements vous avez déjà analyses, utilisez les feuillez fournirez à cet effet.
  2. Si vous pensez avoir trouvé les produits de désintégration d’une de ces particules, choisissez les traces ou les objets correspondants et insérez-les dans le tableau d’HYPATHIA servant au calcul des masses invariantes.
    1. Si vous avez trouvé une paire de traces chargées de type « électron » ou « muon », vous avez peut-être observé un boson Z0 ou une particule J/ψ ou encore un Upsilon (Υ) – des particules bien plus légères.
    2. Si vous avez la chance d’avoir trouvé deux paires de leptons dans le même événement, insérez les toutes les deux dans le tableau de calcul de la masse invariante : il s’agit peut-être d’un candidat boson de Higgs qui se serait désintégré en quatre leptons !
    3. Si vous pensez avoir vu un candidat boson de Higgs qui se serait désintégré en une paire de photons, sélectionnez ces deux particules et ajoutez-les dans le tableau de calcul des masses invariantes d’HYPATHIA.
  3. Si vous pensez que la collision étudiée n’est que du bruit de fond (pas de paire de leptons avec des charges de signes opposées, ni de paire de photons), ignorez cet événement et passez au suivant.
  4. Une fois tous les événements analysés, exportez la table de masses invariantes du logiciel HYPATIA en choisissant "File" puis "Export Invariant Masses". Le fichier s'appelle Invariant_Masses.txt par défaut (ne changez pas son nom). Déposez le fichier sur le bureau de votre ordinateur pour que vous puissiez facilement le retrouver plus tard.
  5. Allez sur la page web de soumission des résultats et chargez-y le fichier de masses invariantes que vous venez de créer.