W BOZÓN
Častice zodpvedajúce za slabú interakciu sú tri nosiče W+, W- a Z0. W častice sú produkované rôznymi spôsobmi pri protón-protónových zrážkach na LHC, ako môžeme vidieť v nasledujúcej obrázkovej galérii. Pre lepšiu ilustráciu používame Feynmanove diagramy. Oboznámte sa s diagramami tu.
Produkcia W bozónov
  • Tento Feynmanov diagram zobrazuje kvark-gluónovú interakciu, ktorou je vyprodukovaná väčšina W+ bozónov. V tomto procese je vyprodukovaný aj down-kvark. Tento kvark generuje jet. Či je jet viditeľný alebo nie, závisí na smere pohybu down-kvarku. Často sa stáva, že jet nie je vidieť, pretože sa pohybuje blízko trubice urýchľovača. Vo väčšine prípadov uvidíte v týchto eventoch buď žiaden alebo jeden jet. Navyše ešte môžu byť vyžiarené gluóny, ktoré generujú ďalšie jety.
  • Tento diagram ukazuje dominantný proces (kvark-gluónová interakcia) na produkciu W- bozónov. Najmenej jeden jet je vytvorený z up-kvarku.


  • Ale W+ bozóny tiež môžu byť vyžiarené z kvarkov, čo je ukázané tu: up-kvark sa premení na down-kvark vyžiarením W+ bozónu.
  • To isté platí aj pre antikvarky. Tu sa anti-up kvark premení na anti-down kvark.


Rozpad W bozónov
W bozón je ťažký (80,4 GeV/c2) a rozpadá sa okamžite po svojom vzniku. V dvoch tretinách jeho rozpadov sa vytvorí kvark-antikvarkový pár, ktorý sa prejaví v detektore ako jety. V jednej tretine rozpadov W bozónu vznikne nabitý leptón a neutríno, pričom všetky tri nabité leptóny, elektrón, mión a tau sú rovnako zastúpené. Skôr než tau zanechá stopu v detektore, rozpadne sa tiež. V našich eventoch sa budeme pozerať len na rozpady W bozónov na elektróny (alebo pozitróny) alebo mióny (alebo antimióny). Dostaneme nasledujúce Feynmanove diagramy:

  • W+ sa v tomto prípade rozpadá na pozitrón a elektrónové neutríno.
  • W- sa tu rozpadá na elektrón a antielektrónové neutríno.
  • W+ sa môže rozpadnúť aj na antimión a miónové neutríno.
  • W- sa môže rozpadnúť aj na mión a antimiónové neutríno.


Eventy s takým signálom v detektore, aký je znázornený na posledných štyroch diagramoch, budeme považovať za signálne eventy v našej vzorke dát. Dávajú jasnú indíciu, že W bozón existoval len veľmi krátko. Všetky ostatné eventy musíme považovať za pozadie. Pozrime sa na možné pozaďové eventy v tejto poslednej obrázkovej galérii:

Pozaďové eventy
Pri zrážkach protónov môžu byť okrem W bozónov produkované napr. aj Z0 bozóny. Tieto častice sa tiež rozpadajú okamžite po svojom vzniku.
  • Z0 bozón vyprodukovaný pri protón-protónovej zrážke sa môže, okrem iných možností, rozpadnúť na pár elektrón a pozitrón alebo ...
  • … na pár mión a antimión.


Teraz sa pozrieme na to, ako môžeme identifikovať všetky tieto eventy pomocou programu MINERVA.