Przypadki tła

Podczas zderzeń protonów mogą powstawać cząstki wszelkiego rodzaju, a nie tylko bozony Z lub Higgsa! Zamiast nich lub dodatkowo mogą pojawić się np. bozony W lub kwarki t. Cząstki te także rozpadają się natychmiast po powstaniu, ponieważ, podobnie jak bozon Z lub Higgsa, są bardzo ciężkie.

W zderzeniach pojawiają się strumienie cząstek (dżety z ang. jet) bez cząstek Z, W czy kwarku szczytowego (top). Przypadki z W, kwarkiem t lub dżetami, które przypominają “sygnał” - przypadki zawierające poszukiwaną cząstkę (bozon Z, Higgsa lub inną) nazywamy przypadkami tła.

Rysunki pokazują jak bozon W- może powstawać i rozpadać się.

Diagram ilustrujący dominujący proces prowadzący do wytworzenia cząstki W-(oddziaływanie gluon - gluon). Przynajmniej jeden dżet powstaje dodatkowo z kwarku górnego (u). Jak widać, bozon W zwykle rozpada się na jeden naładowany lepton, a nie dwa, jak bozon Z. Jako druga cząstka pojawia się neutrino. Zgodnie z tym, co było omawiane wcześniej, neutrino może być wykryte tylko jako brakująca energia.

Tutaj bozon W- powstaje z kwarków antygórnego (anty-u) i kwarku dolnego (d), a rozpada się na elektron i antyneutrino. Nie jest to jedyny sposób powstawania czy rozpadu bozonu W, jest ich wiele więcej.

Można porównać produkty rozpadu W z tymi dla bozonu Z. Przypomnienie: bozon Z jest obojętny elektrycznie, więc suma ładunków produktów jego rozpadu jest równa 0. Bozon W nie jest obojętny elektrycznie, ma ładunek +/- 1. Jego produktami rozpadu nie może być para naładowanych cząstka-antyczastka.