Ćwiczenie W
Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) jest obecnie największym i najpotężniejszym akceleratorem na świecie. Został zbudowany w celu dotarcia do nieznanych obszarów poza zakresem opisywanym przez Model Standardowy. Pomimo, iż ta teoria odniosła wielkie sukcesy w wyjaśnianiu podstawowych składników materii i sił między nimi, a wiele jej przewidywań zostało potwierdzonych doświadczalnie, Model Standardowy nie jest pełny i nie objaśnia niektórych tajemniczych zjawisk. Eksperymenty przy LHC mogą odpowiedzieć na wciąż otwarte pytania jak to, skąd pochodzi masa cząstek, albo dlaczego we Wszechświecie jest więcej materii niż antymaterii.
By uzyskać odpowiedzi na te pytania, paczki protonów są zderzane z lecącymi w przeciwnym kierunku innymi paczkami protonów. Jakie więc obiekty zderzają się przy zderzeniu protonów? Są to składniki protonów - kwarki i gluony. Wyobrażenie tego, co dzieje się podczas zderzenia daje poniższy rysunek:
Podczas pierwszych pomiarów na LHC fizycy pilnie obserwują wszystkie znane cząstki elementarne występujące w Modelu Standardowym. Większość z nich została ponownie "odkryta" w ciągu zaledwie kilku tygodni. Dotyczy to układów kwark-antykwark (charmonium i bottomonium, po raz pierwszy zaobserwowane w 1974 r. i 1977 r.), kwarku górnego (t - odkrytego w 1983 r.) oraz bozonów W i Z (odkrytych w CERN w 1983 r.). Po to by w zderzeniach proton-proton odkryć nowe cząstki, trzeba wiedzieć, jak jednoznacznie rozpoznawać wcześniej znane cząstki w przypadkach zmierzonych w LHC. Gdy znane cząstki zostaną znalezione i zidentyfikowane, posłużą nie tylko do potwierdzenia wcześniejszych obserwacji, ale i sprawdzenia, jak znane procesy fizyczne wyglądają przy wyższych energiach dostępnych w LHC.
W naszych badaniach zajmiemy się bozonem W. Zobaczmy, czego możemy dowiedzieć się o tej cząstce przenoszącej oddziaływania słabe z pomiarów dokonywanych przez detektor ATLAS.