W boson
Vekselvirknings-partiklene som er ansvarlige for den svake kraften er de tre partiklene W+, W- og Z0. W-partikler er produsert på forskjellige måter i proton-proton kollisjoner i LHC. De følgende bildene introduserer dem. Feynman-diagrammer benyttes for å gi en bedre illustrasjon. Lær om diagrammene her.
Produksjon av forskjellige W-partikler
  • Dette Feynman-diagrammet beskriver prosessen som de fleste W+-partiklene er produsert i, kalt kvark-gluon vekselvirkning. En ned-kvark er også produsert i den prosessen. Den forårsaker en jet. Om denne jet'en er synlig eller ikke avhenger av retningen ned-kvarken beveger seg i. Ofte er det tilfelle at jet'en ikke kan sees fordi den beveger seg nært stråle-røret. Oftest ser man ingen eller bare en jet i et slikt event. Gluoner can gi opphav til flere jet'er.
  • Diagrammet viser den dominerende prosessen (kvark gluon vekselvirkning) for å produsere W- partikler. Minst en jet er også produsert fra opp-kvarken.


  • Men W+-partikler kan også produseres fra kvarker. Det er vist her: en opp-kvark går over til å bli en ned-kvark ved emisjon av en W+-partikkel.
  • Og det samme gjelder anti-kvarker. Her: en anti-opp-kvark går over til å bli en anti-ned-kvark.


Henfall av W-partikler
W-partikkelen er tung (80,4 GeV/c2) og henfaller øyeblikkelig etter at den er produsert. I to tredeler av henfallene blir et kvark anti-kvark par produsert og gir opphav til jet'er i detektoren. I en tredel av henfallene blir et lepton og et nøytrino produsert. Her er alle de tre leptonene elektron, myon og tau produsert like ofte. Før tau kan sees i detektoren er også den henfalt. I våre event ser vi bare på henfall av W-partikler til elektroner (eller positroner) eller myoner (eller anti-myoner). Da får vi følgende Feynman-diagrammer:

  • W+ henfaller til et positron og et elektron-nøytrino i dette tilfellet.
  • Her henfaller W- til et elektron og et antielektron-nøytrino.
  • W+ kan også henfalle til et anti-myon og et myon antinøytrino.
  • For W- er det også en mulighet for henfall til et myon og et antimyon-nøytrino.


Event som har en signatur som angitt i de fire siste diagrammene vil bli sett på som signal-event i våre datasett. De er en utvetydig indikasjon på at en W-paertikkel har eksistert i en svært kort tid. Alle andre event må behandles som bakgrunn. La oss se på mulige bakgrunns-event i dette siste billed-galleriet.

Bakgrunns-event
Nåår protoner kolliderer vil ikke bare W-partikler bli produsert, vi kan også få produsert en Z0-partikkel. Disse partiklene henfaller også øyeblikkelig etter at de er produsert:
  • Z0-partikkelen som er produsert i en proton-proton kollisjon kan blandt annet henfalle til et elektron og et positron eller ...
  • ... til et myon-anti-myon.


Det er derfor vi nå vil se hvordan vi kan bruke MINERVA til å identifisere alle eventene.