Deine Aufgabe ist es nun eine Messreihe der Z-Boson-Masse durchzuführen, um daraus zwei Histogramme zu erstellen, die am Ende mit den Messungen der anderen Gruppen zu einem Histogramm zusammengefasst werden. HYPATIA bietet sowohl ein Programm zur Berechnung der invarianten Masse als auch die Mögklichkeit die Messwerte in einem Histogramm darzustellen. Um zu sehen, wie Du diese benutzen musst, folge diesem Link. Diese Werkzeuge wirst Du zusammen mit den Informationen über Teilchenidentifikation mit HYPATIA in dieser Messung nutzen.

Deine Ereignisbilder (Event Displays) beinhalten eine Zusammenstellung von Z-Ereignissen, in denen das Z-Boson entweder in ein Elektron-Positron-Paar oder in ein Myon-Antimyon-Paar zerfallen ist, aber auch davon vollkommen verschiedenen Ereignissen wie Jets, welche von den Quarks oder Gluonen erzeugt wurden und Ereignissen mit W-Bosonen. (Solltest Du nicht mehr wissen, wie diese Ereignisse aussehen, gehe zurück zur Ereignisidentifikation). Du solltest Dein Wissen über die Teilchenidentifikation und den Invariante-Massen-Taschenrechner von HYPATIA benutzen, um zu untersuchen, ob ein Z-Boson in einem Ereignis erzeugt wurde oder nicht.

1. Zu jedem Ereignis trägst Du in der Strichliste ein, ob Du entweder einen Z-Zerfall in ein Elektron-Positron-Paar oder einen Z-Zerfall in ein Myon-Antimyon-Paar oder aber ein Untergrundereignis (dies sind alle die Ereignisse, in denen kein Z-Boson auftrat) gesehen hast. Schaue Dir jedes Ereignis genau an und nutze die Informationen über die darin auftretenden Teilchen (durch Klicken auf die entsprechende Teilchenspur), um zu entscheiden, ob ein Z-Boson darin erzeugt wurde oder nicht.
2. Wenn Du glaubst ein Z-Ereignis gesehen zu haben, entscheide ob das Z-Boson entweder in ein Elektron-Positron-Paar oder in ein Myon-Antimyon-Paar zerfiel.
   
   Sobald Du die richtigen Spuren, welche zu den Zerfallsprodukten des Z-Bosons gehören, gefunden hast, fügst Du die Messwerte der Elektronen- bzw. Myonen-Paare (beispielsweise durch Doppelklicken auf die Spur) in die Invariante-Massen-Tabelle von HYPATIA ein. Danach trägst Du die von HYPATIA berechnete invariante Masse in die Ergebnis-Tabelle ein und markierst dabei, ob das Z-Boson in ein Paar aus Elektronen oder Myonen zerfiel. Um eine richtige wissenschaftliche Analyse durchzuführen solltest Du keine invariante Massen, auch wenn sie Dir zu hoch erscheinen, übergehen.
3. Wenn Du glaubst, dass Dein Ereignis ein Untergrundereignis gewesen ist, trage keine invariante Massen in irgendein Histogramm ein. Notiere dies einfach in Deiner Strichliste.

1. Vergleiche die Histogramme der Elektron-Positron-Paare mit denen der Myon-Antimyon-Paare.
   • Kannst Du Unterschiede/Gemeinsamkeiten feststellen?
   • Wie oft zerfällt ein Z-Boson in Elektron-Positron-Paar? Wie häufig entsteht aus dem Z-Boson ein Myon-Antimyon-Paar?
   • Was hast Du erwartet? Warum?
2. Was ist die wahrscheinlichste Masse des Z-Bosons?
   • Wie verträgt sich dies mit der Standardmessung von 91.2 GeV/c²?
3. Was könnte die mögliche Erklärung dafür sein, dass die invariante Massenverteilung so breit ist? Warum gibt es keinen exakten Wert für die Masse des Z-Bosons?
4. Hast Du das Z'-Boson entdeckt?
   • Wenn du der Meinung bist, wie groß ist die Masse des Z'-Bosons?
5. Warum ist es nützlich Deine Ergebnisse mit denen anderer Gruppen zu kombinieren?

Zum Abschluss einer Internationalen Masterclass findet eine Videokonferenz statt. Dabei triffst Du mit Schülergruppen aus anderen Städten und Ländern zusammen, die ebenfalls die ATLAS- (oder CMS-)Daten analysiert haben. Eure Ergebnisse könnt Ihr vergleichen. Dazu müsst Ihr bitte Eure Invariante-Massen-Tabelle speichern und sie den Anweisungen auf dieser Seite folgend hochladen.

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