Le parcours Z

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Exercice sur l'identification des particules

Le plus souvent les traces d'un grand nombre de particules différentes sont visibles dans un événement.

Pour ce premier exercice vous serez un détective : utilisez les informations données par le logiciel de visualisation pour identifier les particules (électrons, positrons, muons, anti-muons, photons, neutrinos et jets) présentes dans chacun des événements ci-dessous.

Une fois la/les particule(s) choisie(s), entrez votre réponse en cliquant sur "Check". Le bouton "Hint" vous permettra d'obtenir une indication. Enfin, pour voir la solution, appuyez sur "Correct".

Bonne chance!

• 
• Une seule particule est visible sur cette visualisation d'événement. Elle se déplace vers le coin en bas à droite dans la vue de côté. Les vues de face et de côté de cet événement sont présentées. De quelle particule s'agit-il ?
• Le même événement que précédemment mais avec la vue de côté agrandie.
• Des informations supplémentaires (des données reconstruites) sur la particule qui a traversé le détecteur vers la droite et vers le bas sont disponibles dans le coin supérieur droit de l'image. Comment s'appelle cette particule ?

particule 1	électron	positron	muon	anti-muon	photon	neutrino-antineutrino	jet

• 
• A nouveau une seule particule apparait sur cette visualisation d'événement. Elle se déplace également vers la droite et vers le bas (sur la vue de côté). Les vues de face et de côté de cet événement sont présentées. De quelle particule s'agit-il ?
• Un agrandissement de la vue de côté du même événement.
• Des informations supplémentaires sur la particule qui s'est déplacée vers le bas et vers la droite sont disponibles dans la fenêtre d'information située dans le coin supérieur droit de l'image. Comment s'appelle cette particule ?

particule 2	électron	positron	muon	anti-muon	photon	neutrino-antineutrino	jet

• 
• Dans cet événement vous devez identifier deux particules. Lesquelles ?
• Vue de face agrandie du même événement.
• Des informations sur la particule qui se déplace vers le haut et vers la droite dans la vue de côté.

particule 3	électron	positron	muon	anti-muon	photon	neutrino-antineutrino	jet

Le choix 1 (électron) est correct. Le choix 2 (positron) est faux. La différentiation entre électron et positron se fait à partir du signe de la quantité PT. La particule associée à la trace rouge et qui a déposé son énergie dans le calorimètre électromagnétique a un PT négatif. C'est un lepton de charge électrique négative qui est stoppé dans le calorimètre électromagnétique : il s'agit donc un électron.

Les choix 3 et 4 (respectivementmuon et anti-muon) sont faux car il n'y a pas de particule 'visible' créée par les collisions proton-proton et qui arrive jusqu'aux chambres à muons.

Le choix 6 (neutrino) est correct car un neutrino a été émis en plus de l'électron. Le neutrino emporte une fraction de l'impulsion disponible et sort du détecteur sans être détecté. C'est pour cela qu'il est seulement visible à travers la mesure du défaut d'énergie. Celle-ci montre une impulsion transverse manquante (MET) dans la direction du neutrino émergent. Sa valeur -- 42 GeV -- est suffisamment grande pour qu'on puisse relier cette MET à la création d'un neutrino.

Le choix 7 (jets) est faux parce qu'on n'observe aucune gerbe de particules.

• 
• Quelles particules et/ou objets sont visibles dans cet événement ?
• Agrandissement de la vue de face du même événement. Les données dans le coin supérieur gauche correspondent à la particule qui se déplace vers le bas sur cette image et dont la trace est colorée en rouge dans le trajectographe.
• Des informations sur la particule qui se déplace vers la gauche et vers l'avant sont présentées dans la fenêtre correspondante. Comment appelez-vous les objets indiqués ?

particule 4	électron	positron	muon	anti-muon	photon	neutrino-antineutrino	jet

Le choix 1 (électron) est faux parce que la particule qui se déplace vers le bas est un positron : le signe de la quantité PT correspond à une particule chargée positivement.

Le choix 2 (positron) est correct.

Le choix 3 (muon) est exact alors que le choix 4 (anti-muon) est faux.

Les choix 6 (neutrino) et 7 (jets) sont corrects : pour le premier choix, l'impulsion transverse manquante (MET) est suffisamment grande et pour le second on observe une bouffée de particules dans l'événement, lesquelles laissent des dépôts d'énergie importants dans les calorimètres hadroniques.

• 
• Quels particules et/ou objets sont visibles dans cet événement ? La fenêtre " Physics Objects " contient deux entrées. Comme le montre la fenêtre du bas, une coupure sur l'impulsion transverse pT à 5 GeV est appliquée pour la visualisation de cet événement.
• Le même événement vu de face et en gros plan. Une seule trace est visible à cause de la coupure à 5 GeV sur l'impulsion transverse pT.
• Toujours le même événement, cette fois-ci vu de côté.

particule 5	électron	positron	muon	anti-muon	photon	neutrino-antineutrino	jet