Struktura protonu
Akcelerator LHC został zaprojektowany do zderzania protonów. Przy odpowiednio dużej energii zderzenie zachodzi nie pomiędzy protonami, rozumianymi jako cały obiekt, ale pomiędzy ich elementami składowymi. Możliwe jest więc wyciągnięcie wniosków na temat wewnętrznej struktury protonu poprzez analizę produktów zderzenia. Naszym zadaniem jest znalezienie i zliczenie wszystkich przypadków, w których została wyprodukowana cząstka W. Do rozpadu cząstki W na lepton (elektron, pozyton, mion lub antymion) i towarzyszące mu neutrino dochodzi jeszcze wewnątrz protonu. Takie przypadki nazywamy przypadkami sygnału lub po prostu sygnałem. Oprócz przypadków sygnału występuje wiele przypadków tła.

Zadanie 1

Odkryjmy strukturę protonu!

Wybieramy wszystkie przypadki sygnału (przypadki, w których produkowana jest cząstka W) spośród 50 przypadków w zbiorze danych. W wybranych przypadkach określamy ładunek elektryczny cząstki W. Następnie wyznaczymy stosunek liczby dodatnio naładowanych cząstek W do liczby ujemnie naładowanych cząstek W. Stosunek ten nazywamy R±.


Poniższy schemat przedstawia przegląd wszystkich możliwych przypadków sygnału i przypadków tła.



Przypadek, który ma być uznany za przypadek sygnału musi spełniać następujace kryteria:

  • brakująca energia poprzeczna (MET) w przypadku jest większa lub równa 25 GeV.
  • przypadek zawiera DOKŁADNIE JEDEN lepton (elektron, pozyton, mion, antymion), którego pęd poprzeczny (Pt) jest większy niż 20 GeV i który jest izolowany (co oznacza, że NIE znajduje się on wewnątrz dżetu)


Tylko wtedy, gdy przypadek spełnia wszystkie wyżej wymienione kryteria, możemy stwierdzić, że została w nim wyprodukowana cząstka W i nazwać go przypadkiem sygnału.