Identifikace událostí v programu MINERVA

Nyní se dovíte, jak vypadají události, o nichž byla řeč, na obrázcích vytvořených programem MINERVA. Využijete při tom to, co už víte o identifikaci různých elementárních částic. Naučíte se vybrat události obsahující částici W (to bude signál) a odlišit je od pozadí. Návod, jak postupovat, má opět podobu obrázkové galerie.



Signál
  • V koncovém i bočním pohledu je vidět více různých stop částic. To je pro události zaznamenané detektorem ATLAS typické. Všimněte si hodnoty chybějící příčné hybnosti (38 GeV). V této události patrně vzniklo neutrino. Je tedy pro nás zajímavá - může představovat signál! Dokážeme identifikovat ještě další částice?
  • V koncovém pohledu je jasně vidět mion (či antimion - to určíme za chvíli). Jeho stopa v dráhovém detektoru směřuje opačným směrem než červená čárkovaná čára (znázorňující chybějící příčnou hybnost v události). To silně nasvědčuje skutečnosti, že jde o rozpad W na mion (jenž letěl v tomto zobrazení nalevo) a neutrino (napravo).
  • Na prvním obrázku odpovídajícím bočnímu pohledu je vidět spousta stop částic. Abychom na zobrazení viděli pouze částice s velkou příčnou hybností, můžeme definovat tzv. "řez" (cut) pro tuto veličinu. Pak uvidíme pouze částice s větší než minimální hodnotou příčné hybnosti. Tuto minimální hodnotu musíme zvolit. V našem případě je vhodná velikost 25 GeV. Tím vybereme pro zobrazení pouze částice s příčnou hybností větší než 25 GeV. Jak to vypadá po uplatnění řezu je ukázáno na dalším obrázku.


  • V koncovém pohledu je vidět elektron s velkou příčnou hybností a neutrino (MET=39 GeV) v protilehlém směru. I v bočním pohledu je patrný izolovaný elektron.
  • Informace získaná kliknutím na stopu leptonu v dráhovém detektoru prozrazuje, že jde skutečně o elektron (záporné znaménko před hodnotou příčné hybnosti).


Procesy pozadí
  • Tato událost se odlišuje od toho, co požadujeme od signálu, ve dvou ohledech: 1. jsou zde celé "balíky" částic a 2. velikost chybějící příčné hybnosti je příliš malá na to, aby zde mohlo být neutrino (nebo neutrina).
  • V obou pohledech je při zvětšení a použití režimu rybí oko balík částic zcela jasně patrný.
  • Na tomto obrázku je zvětšený boční pohled na jinou událost. Jsou na něm vidět dva srážkové body asi 60 centimetrů od sebe. Body jsou zvýrazněny červenými kroužky. Na tomto příkladu vidíte, jak komplikovaná může identifikace událostí být.


  • Zde vidíme obrázek rozpadu částice Z, která je elektricky neutrální zprostředkující částicí slabé interakce. Částice Z se bezprostředně po vzniku rozpadla na pár mion-antimion.
  • Jak vidíte na tomto zvětšeném pohledu ve směru protonového svazku (tedy koncovém), stopy mionu a antimionu směřují proti sobě. Obě částice tedy mohly vzniknout rozpadem jediné částice. Kromě toho v této události není vůbec žádná chybějící příčná hybnost, což svědčí o tom, že nevzniklo žádné neutrino.
  • Fakta svědčící o vzniku částice Z jsou přesvědčivá, ale ještě jedna prověrka nemůže škodit. Miony v této události mají opačné elektrické náboje.