Identificare degli eventi con HYPATIA

Qui imparerai come appaiono gli eventi descritti in precedenza nel programma di visualizzazione HYPATIA. Dovrai usare le tue nuove conoscenze sull'identificazione delle particelle elementari e imparerai come selezionare eventi di segnale di bosone Z, distinguendoli dagli eventi di fondo. Anche qui troverai delle spiegazioni sotto forma di una galleria di immagini.



Eventi di segnale
  • In entrambe le proiezioni vediamo diverse tracce nel sistema di tracciamento, come pure una certa attività (i quadrati gialli) nel primo strato del calorimetro (parte verde del disegno del rivelatore). Questi sono chiari segnali della presenza di elettroni.
  • Ci sono molte tracce visibili nella visuale laterale della prima immagine di sopra. Al fine di mostrare solo particelle con alto momento trasverso (cioè la componente perpendicolare al fascio della quantità di moto), possiamo definire i cosiddetti "cuts". In questo modo, solo le particelle che hanno un momento trasverso maggiore di un certo valore possono essere viste. Il valore scelto per questo esempio è di 25 GeV e dunque abbiamo selezionato solo le tracce delle particelle con un momento trasverso maggiore di 25 GeV. L'effetto di questa richiesta (in fisica si usa il termine "taglio") può essere vista nella seconda figura di sopra.
  • Se ingrandiamo la visuale in sezione sembra di vedere un elettrone e un positrone (nota la differenza di carica elettrica) che si muovono in direzioni opposte. La quantità di moto trasversa mancante è zero, quindi non sono stati prodotti neutrini. Questo è il tipico evento Z→e- + e+.


  • Nella visuale in sezione, come in quella laterale, possiamo vedere alcune tracce. È un tipico evento osservato col rivelatore ATLAS. Nota che non c'è quantità di moto trasversa mancante, e quindi non sono stati prodotti neutrini. Nella visuale laterale puoi vedere chiaramente due muoni, mentre nella visuale in sezione noterai che i due muoni si muvono in direzioni opposte.
  • Come puoi vedere in questa visuale ingrandita nella direzione del fascio di protoni, i due muoni si muovono in direzioni opposte l'uno all'altro. Le due particelle possono essere state originate da un'altra particella decaduta subito dopo la sua creazione.
  • In questa visuale ingrandita vediamo chiaramente le tracce di due muoni, uno di carica positiva e uno di carica negativa. Abbiamo dunque rivelato una coppia muone-antimuone e questo è un chiaro segnale che è stato prodotto un bosone Z.




Eventi di fondo


  • Questi eventi possono essere riconosciuti in due modi: 1. puoi vedere fiotti di particelle e 2. il valore del momento trasverso mancante è notevolmente maggiore di zero e segnala la produzione di uno o più neutrini.
  • Entrambe le visuali ingrandite mostrano chiaramente il fiotto di particelle.
  • La figura mostra la visuale laterale ingrandita di un altro evento. Qui puoi vedere due punti (detti vertici), dove sono avvenute le collisioni distanti circa 60 cm l'uno dall'altro. I vertici sono cerchiati di rosso. Ora puoi avere un'idea di quanto è complicato capire ciò che è successo in ogni evento.


  • Nota che in questo evento il valore della quantità di moto trasversa mancante è pari a 38 GeV, il che indica che è stato prodotto un neutrino. Vediamo anche una traccia sia nella visuale laterale che in quella in sezione.
  • Nella visuale in sezione si vede chiaramente un muone (o un antimuone), la cui traccia ricostruita nel rivelatore viaggia nella direzione opposta alla linea tratteggiata rossa. Questo è un forte indizio del decadimento di un bosone W in un muone (viaggia verso sinistra in questa visuale) e un neutrino (viaggia verso destra).


  • Nella visuale in sezione puoi vedere un elettrone di grande quantità di moto trasversa e un neutrino (poiché la quantita' di moto trasversa mancante è di 39 GeV) che viaggia nella direzione opposta. Anche nella visuale laterale puoi vedere l'elettrone ben isolato.
  • L'informazione dalla traccia del leptone ci dice che si tratta veramente di un elettrone e non di un positrone (fai attenzione al segno meno).