Ćwiczenie Z

• Przedstawiamy bozon Z
• Przedstawiamy bozon Higgsa
• Identyfikacja cząstek
  • Detektor ATLAS
  • Przetestujmy!
  • Wizualizacja za pomocą HYPATII
  • Wizualizacja śladów cząstek
  • Rozpoznaj cząstki
• Identyfikacja przypadków
• Poszukiwanie cząstek poprzez masę
• Do pracy!

Centrum wiedzy

• Model Standardowy
• Badania w LHC
• Więcej o bozonie Z
• Jednostki energii
• Pęd
• Wektory
• Histogramy
• Radioaktywność
• Diagramy Feynmana

Rozpoznaj cząstki!

Często spotyka się cząstki kilku różnych typów w tym samym przypadku zderzenia.

W pierwszym teście wykonamy detektywistyczna pracę. Korzystając z możliwości programu wyświetlającego obrazy zderzeń znajdziemy elektrony, miony, fotony, neutrina i dżety w kazdym z przypadków.

Lista wyboru pod każdym z ćwiczeń służy do zapisania typu zaobserwowanej cząstki (przycisk 'Check'). Przycisk 'Hint' służy do uzyskania wskazówek pomocniczych, a przycisk 'Correct' do wyświetlenia prawidłowej odpowiedzi.

Powodzenia!

• 
• Jest tylko jedna cząstka w tym przypadku, porusza się w kierunku prawego dolnego rogu na widoku z boku. Przypadek jest wyświetlany zarówno z boku, jak i od strony wiązki. Co to za cząstka?
• Ten sam przypadek widziany z boku, ale w powiększeniu.
• Dodatkowa informacja o cząstce (z rekonstrukcji) jest wyświetlona w górnym prawym rogu. Więc co to za cząstka?

cząstka 1	elektron	pozyton	mion	antymion	foton	neutrino-antyneutrino	dżet

• 
• Ponownie jest tylko jedna cząstka w przypadku, lecąca w kierunku prawego dolnego rogu na widoku z boku. Przypadek jest wyświetlany zarówno z boku, jak i od strony wiązki. Co to za cząstka?
• Ten sam przypadek widziany z boku, ale w powiększeniu.
• Dodatkowa informacja o cząstce jest wyświetlona w górnym prawym rogu. Więc co to za cząstka?

cząstka 2	elektron	pozyton	mion	antymion	foton	neutrino-antyneutrino	dżet

• 
• W tym przypadku mamy do zidentyfikowania dwie cząstki. Co to za cząstki?
• Ten sam przypadek w powiększeniu.
• Dodatkowa informacja o cząstce lecącej ku prawemu górnemu rogowi.

cząstka 3	elektron	pozyton	mion	antymion	foton	neutrino-antyneutrino	dżet

Wybór 1 (elektron) jest prawidłowy, natomiast wybór 2 (pozyton) jest błędny. Decyzję o tym, czy mamy elektron czy pozyton podejmujemy patrząc na znak wartości PT. Minus przy PT dla cząstki z czerwonym śladem i obecność odpowiadających mu punktów w kalorymetrze elektromagnetycznym oznacza, że jest to ujemnie naładowany lepton zatrzymujący się w kalorymetrze elektromagnetycznym - czyli elektron.

Wybór 3 i 4 (mion i antymion) byłby błędny, bo nie ma cząstki pozostawiającej ślad i dochodzącej do komór mionowych.

Wybór 6 (neutrino) jest właściwy, razem z elektronem wyprodukowane było neutrino. Zabrało ono część pędu i opuściło detektor nie zostawiając śladu. Jest więc ono wykrywane jako niezrównoważona energia lub pęd poprzeczny (MET) w kierunku wylotu neutrina. Wartość brakującej energii poprzecznej 42 GeV jest wystarczająco duża, by nie było wątpliwości, iż pochodzi od neutrina.

Wybór 7 (dżet) jest błędny, bo nie mamy w przypadku zwartej grupy cząstek.

• 
• Jakie cząstki lub obiekty widoczne są w tym przypadku?
• Ten sam przypadek widziany od strony wiązki, w powiększeniu. Informacje w górnym lewym rogu odnoszą się do cząstki lecącej na dół i której ślad jest oznaczony na czerwono w detektorze śladowym.
• W lewym górnym rogu jest podana informacja o cząstce lecącej przez cały detektor w lewo. Jakie obiekty są widoczne w tym przypadku?

cząstka 4	elektron	pozyton	mion	antymion	foton	neutrino-antyneutrino	dżet

Wybór 1 (elektron) jest błędny, cząstka lecąca w dół ma dodatnią wartość PT, a więc jest dodatnio naładowana.

Wybór 2 (pozyton) jest prawidłowy.

Wybór 3 (mion) jest prawidłowy, a wybór 4 (antymion) jest błędny.

Wybór 6 (neutrino) i 7 (dżet) jest dobry, bo występuje wystarczająco duża brakująca energia (MET), a z drugiej strony jest zwarta grupa cząstek pozostawiająca znaczną ilość energii w kalorymetrze hadronowym.

• 
• Jakie cząstki lub obiekty widoczne są w tym przypadku? Są dwa obiekty w "Physics Objects". Zauważmy też, że zastosowano ograniczenie na pęd poprzeczny PT > 5 GeV.
• Powiększony obraz tego samego przypadku w widoku od strony wiązki. Tylko jeden ślad pozostał po zastosowaniu obcięcia PT > 5 Gev.
• Ten sam przypadek widziany z boku.

cząstka 5	elektron	pozyton	mion	antymion	foton	neutrino-antyneutrino	dżet