Analýza
Vaším úkolem bude nyní provést řadu měření hmotnosti bosonu Z a na základě těchto měření vytvořit dva histogramy, které budou posléze zkombinovány s výsledky dalších skupin. HYPATIA je vybavena nástroji jak pro výpočet invariantní hmotnosti, tak pro konstrukci histogramů. Zacházet s nimi se naučíte zde. V následujícím cvičení budete tyto nástroje kombinovat s identifikací částic v programu HYPATIA.

Mezi obrázky produktů srážek, které prohlížíte, jsou události s částicí Z rozpadající se na pár elektron-pozitron nebo mion-antimion, ale také zcela rozdílné typy událostí - třeba jety vzniklé z kvarků či gluonů nebo bosony W. (Pokud si nepamatujete, jak je rozlišit, vraťte se ke kapitole Rozpoznávání událostí). K určování toho, zda vznikl boson Z, budete využívat znalosti o identifikaci částic a kalkulátor invariantní (klidové) hmotnosti v programu HYPATIA.



Pokyny pro analýzu
  1. U každé z událostí zaznamenejte do protokolu o měření, zda jste pozorovali částici Z rozpadající se na elektron-pozitronový pár, mion-antimionový pár, nebo zda jde o událost pozadí. Prohlédněte každou z událostí a využijte nástroje programu a údaje o částicích, abyste určili, zda při srážce vznikl boson Z či nikoli.
  2. Pokud jste usoudili, že pozorujete boson Z, určete, zda se rozpadl na pár elektron-pozitron nebo mion-antimion.

    Po identifikaci stop částic vzniklých rozpadem bosonu Z vložte data o příslušných párech elektronových nebo mionových stop to tabulky programu HYPATIA pro invariantní hmotnost. Potom zaneste invariantní hmotnost do výsledkové tabulky a označte, zda šlo o elektronový nebo mionový pár. Aby měla analýza vědeckou hodnotu, nesmíte vypustit ani invariantní hmotnosti, které vám připadají podle toho, co víte o bosonu Z, příliš vysoké nebo nízké.
  3. Pokud jste dospěli k závěru, že některá z událostí patří k pozadí, nevkládejte ivariantí hmotnosti do žádného z histogramů, pouze to zaznamenejte v protokolu o měření.


Otázky týkající se vašich výsledků
  1. Srovnejte histogramy odpovídající elektron-pozitronovým a mion-antimionovým párům.
    • Vidíte nějaké rozdíly nebo podobnosti?
    • Jak často se boson Z rozpadá na pár elektron-pozitron? Jak často je výsledkem rozpadu pár mion-antimion?
    • Co jste očekávali? Proč?
  2. Jaká je nejpravděpodobnější hodnota hmotnosti bosonu Z?
    • Jak vypadá váš výsledek ve srovnání s obecně přijatým "světových průměrem" 91,2 GeV/c2?
  3. Jak by se dalo vysvětlit, že je rozdělení hmotností tak široké? Proč není jen jedna přesná hodnota hmotnosti bosonu Z?
  4. Objevili jste boson Z'?
    • Pokud myslíte, že ano, jakou má Z' hmotnost?
  5. Proč je vhodné kombinovat vaše výsledky s výsledky dalších skupin?


Globální kombinování výsledků
Na konci každého dne mezinárodních Masterclasses probíhá videokonference, při níž se seznámíte se studenty z jiných měst a zemí, kteří analyzovali data podobně jako vy. Můžete srovnat své výsledky s jejich. K tomu je třeba uložit vaši výsledkovou tabulku s invariantními hmotnostmi a přenést ji podle instrukcí na tuto stránku.