Eventi Z
La sfida per te sarà presto quella di selezionare le collisioni nelle quali sia stato prodotto un bosone Z. Ma come fare a riconoscere una particella pesante che vive solo per 3x10-25 secondi, ovvero 0.0000000000000000000000003 secondi?
Nessuno strumento è in grado di rivelare qualcosa in un tempo così breve.
Come puoi “vedere” un bosone Z che scompare istantaneamente? Risposta: riconoscendo il suo modo di decadere, o “morire”. Il bosone Z può decadere in una moltitudine di modi.
Naturalmente le leggi della natura devono essere rispettate anche nel processo di decadimento della Z. Questo tra l'altro implica che, visto che il bosone Z è neutro (carica nulla), la carica dei prodotti di decadimento deve essere complessivamente 0. Quindi se decade in due particelle queste devono essere sempre una coppia particella-antiparticella. Ndt: qui il concetto di carica non è limitato alla carica elettrica, non basta avere due particelle di carica elettrica opposta ma devono essere opposte tutte le “cariche” ovvero devono essere una coppia particella-antiparticella.
Prendendo in esame tutte le combinazioni di leptoni e quark troviamo 24 possibilità (!). Perché 24? segui questo link per ulteriori dettagli. Nella nostra misura ci concentreremo sui casi più facili da rivelare, ovvero i decadimenti in coppie
- elettrone-positrone
- muone-antimuone
I diagrammi seguenti illustrano la trasformazione di un bosone Z pesante in una coppia di questi leptoni.
Elettroni e muoni (e le loro antiparticelle) sono sufficientemente stabili da consentire al rivelatore di registrarli. Questo è un aspetto cruciale per la rivelazione di particelle che vivono per tempi molto brevi, come il bosone Z.