L’identification d’événements avec HYPATIA

Ici vous découvrirez comment les événements décrits précédemment apparaissent dans le logiciel de visualisation d’événements HYPATIA. Vous utiliserez vos nouvelles connaissances pour identifier des particules élémentaires. Vous apprendrez à reconnaître les événements de type « signal » qui contiennent un boson Z et à les séparer des événements de type « bruit de fond ». De nouveau, les explications qui suivent vous seront données sous la forme d’une galerie d’images.



processus de type “signal” (ou plus simplement les « processus signal »)
  • Dans les deux vues en coupe, vous pouvez voir de nombreuses traces dans le trajectographe ainsi que de l’activité (les boites jaunes) dans la première couche du calorimètre (la partie verte du schéma de détecteur). Ces éléments démontrent clairement la présence d’électrons.
  • Beaucoup de traces sont visibles dans la vue de côté sur la première image ci-dessus. Afin de conserver seulement les particules ayant une haute impulsion transverse, on peut définir des "coupures". Ainsi, seules les particules dont l'impulsion transverse dépasse une valeur minimale donnée sont représentées. Ce seuil doit être défini : 25 GeV est une valeur raisonnable pour cette coupure. Son effet est visible sur la seconde image ci-dessus.
  • En agrandissant la vue de face, on découvre une paire électron-positron (notez la différence de charge électrique) s’éloignant dans des directions opposées. L’impulsion transverse manquante est zéro : aucun neutrino n’est donc produit. Il s’agit d’un événement typique Z→e- + e+.


  • Dans la vue de face comme dans la vue de côté on peut voir les traces de quelques particules. Il s’agit d’un événement typique observé dans le détecteur ATLAS. Il n’y a pas d’impulsion transverse manquante ce qui signifie qu’aucun neutrino n’a été produit. La vue de côté montre clairement deux muons qui se déplacent dans des directions opposées comme indiqué sur la vue de face.
  • Comme le montre cette vue agrandie dans la direction du faisceau de protons, le muon et l'antimuon ont été émis dos à dos. Ces deux particules peuvent provenir d'une particule qui s'est désintégrée immédiatement après sa création.
  • Sur cette image agrandie, les deux traces des muons sont clairement visibles. Si vous comparez leurs charges, vous verrez que l’une est positive et l’autre négative. Cela veut dire qu’une paire muon-antimuon a été détectée. C’est une signature claire de la production d’un boson Z.




processus de type “bruit de fond » (ou plus directement processus de bruit de fond)


  • Cet événement se démarque des événements « signal » de deux manières : 1. une gerbe de particules est visibles et 2. la valeur de l’impulsion transverse manquante est trop faible pour qu’un ou plusieurs neutrinos aient été détectés.
  • Les deux vues agrandies et montrées avec la loupe montrent clairement le paquet de particules.
  • Cette image montre la vue agrandie d'un autre événement. Ici vous pouvez voir deux points de collision séparés approximativement par 60 centimètres et indiqués par des cercles rouges. Vous avez maintenant une idée de la difficulté pour identifier des vrais événements.


  • Notez la valeur importante de l'impulsion transverse manquante dans cet événement: 38 GeV. Cela démontre qu’un neutrino a été produit. Les deux vues de côté et de face montrent également une trace chargée.
  • La vue de face agrandie montre clairement un muon (ou antimuon). Sa trace dans le trajectographe est dans la direction opposée à la ligne rouge en pointillés. C'est un élément important en faveur de la désintégration d'une particule W en un muon (qui se déplace vers la gauche sur l'image) et un neutrino (qui part vers la droite).


  • Dans cette vue en coupe vous pouvez voir la signature laissée par un électron avec une haute impulsion transverse et un neutrino (MET = 39 GeV) émis dans la direction opposée. L'électron isolé est aussi bien visible sur la vue de côté.
  • L'information sur la trace laissée par le lepton nous dit que c'est vraiment un électron (regardez en particulier le signe négatif).