Identificazione tramite riconstruzione della massa!

Reggiti forte! Stai per affrontare alcuni concetti fisici molto importanti!

Nella versione più completa della formula di Einstein , E è l’energia della particella, p la sua quantità di moto e m0 la sua massa a riposo. Si dà il caso che questa definizione di massa sia conservata in Natura e sia chiamata “Massa Invariante”. Invertendo la formula si ottiene:

Poichè questa quantità è conservata, possiamo utilizzarla per ricavare la massa di una particella che decade (“madre”): tu misuri l’energia e la quantità di moto dei prodotti del decadimento, e da questi si ricava la massa della particella “madre” visto che questa deve essere equivalente alla massa a riposo iniziale. Piuttosto diretto e semplice no?

Nel caso in cui il bosone Z decada in una coppia elettrone(e-)- positrone(e+) la somma delle energie e delle quantità di moto di questi ultimi ci fornisce la massa del bosone Z nel modo seguente:

L’energia e la quantità di moto del bosone Z, EZ=Ee- + Ee+ e , sono quindi noti, in quanto il rivelatore ATLAS può misurare l’energia e la quantità di moto dei prodotti del decadimento. Questo significa che hai tutto il necessario per ricavare la massa del bosone Z o quella di alter particelle come la J/ψ e la Υ!

Infatti, questo metodo cosiddetto della massa invariante funziona per diverse combinazioni dei prodotti di decadimento, come per esempio γγ, l+l- (l=e,μ), l+l-l+l-, ed altri, come scoprirai quando studierai il bosone Z, cercherai il bosone di Higgs e esplorerai l’ Ignoto!