HYPATIA Event Display

De elektroniske signalene som detektoren gir under en kollisjon kan omformes slik at det kan vises i et event display. For å visualisere disse vil vi bruke programmet HYPATIA. Før du kan bruke programmet burde du lære hvilke muligheter og funksjoner det har og som er viktig for vår analyse.



Først, start programmet HYPATIA (Hvis du deltar på International Masterclasses kan du starte programmet direkte fra PCens skrivebord. Eller så må du først laste ned programmet her, kjøre unzip på filen og så starte programmet).
Bruk følgende galleri for å få innsikt i hvordan programmet HYPATIA fungerer! Prøv disse settingene i programmet parallelt.



  • Dette bildet viser startvinduet for programmet HYPATIA med de fire vinduene "Invariant Mass" vinduet (rød ramme), "Canvas" vinduet (blå ramme), "Track Momentum" vinduet (gul ramme) og "Control" vinduet (grønn ramme). "Invariant Mass" vinduet viser invariant masse for dine valgte spor, "Canvas" vinduet gir forskjellige detektorsnitt av eventet, "Track Control" vinduet gir informasjon om alle sporene i detektoren, og til slutt endelig "Control" vinduet som gir deg mulighet til å justere hvordan du vil vise eventet.
  • Dette bildet viser "Canvas" vinduet. Det visualiserer eventet. Det er ikke vist i 3 dimensjoner men bare 2-dimensjonale projeksjoner. Øverst ser vi detektoren langs stråle-aksen - den såkalte tverrsnitts projeksjonen - og under det såkalte side-projeksjonen. Hvert event har en tittel som du finner helt øverst i vinduet
  • De forskjellige detektorskallene er illustrert med forskjellige farger i tverrsnitts- og side-projeksjonene. Innerdetektoren er grå, det elektromagnetiske kalorimetret er grønt, hadron kalorimetret er rødt og myon kamrene er blå.
  • Veien elektrisk ladde partikler går er vist med fargespor i event displayet. De var kalkulert etter kollisjonen. Fargen av et spor er relatert til en relevant fysisk størrelse, transvers massefart - massefart av en partikkel vinkelrett på stråleretningen. I dette forstørrede utsnittet kan du se to spor, et rødt (høy transvers massefart) og et blått (lav transvers massefart) spor.
  • Å koble energi avsatt i kalorimetrene med spesifikke spor i innerdetektoren er ikke alltid så enkelt. I dette eventet ser vi at det ikke er en direkte forbindelse mellom spordetektoren og kalorimeterne. Så her må vi tilpasse. Avsatt energi er angitt med gult både for det elektromagnetiske og det hadroniske kalorimeteret.
  • Sammen med nøytrinoer er myoner de eneste partiklene som passerer fra kollisjonspunktet til ytterdelen av detektoren. De er detektert i myon kamrene (blåfarget). Hvis et myon treffer et kammer blir kammeret merket orange. To kommentarer: 1. På grunn av projeksjonene av detektoren vil man fra enden se et helt myonkammer merket orange mens man fra siden bare ser punkter merket orange. 2. Det er mange partikler som passerer gjennom ATLAS hulen. Mesteparten av disse kommer fra reaksjoner mellom protoner og andre deler av akseleratoren. Myoner fra kollisjoner i sentrum av detektoren vil generelt produsere treff i ALLE myon-detektor lagene.
  • Du vil bruke "Track Momenta" vinduet for å laste filer inn i programmet (via "File - Read Event Locally": grønn ramme). Den pakkede filen som skal leses består av mange filer som inneholder et event hver. Ved å velge "Previous" eller "Next" piler i øvre høyre meny (brun ellipse), kan du bla fram og tilbake mellom eventene. Du bruker også "Track Momenta" vinduet til å sette inn valgte spor til "Invariant Mass Table" (se blå ellipse). Manglende energi er vist øverst i vinduet, se gul ellipse.
  • Dette er din hovedkontroll for hvordan du vil vise eventet. Dette vinduet har 3 valg. Med "Parameter Control" (rød ellipse) kan du slå av og på objekter som er vist, og f. eks. forandre fargekodene. Men viktigst, du kan velge filter-grenseverdier for informasjonen som er gitt. (Vil bli vist senere). "Interaction and Window Control" vinduet (grønn ellipse) lar deg gå fra zoom til plukk-mode og tillater deg å svitsje mellom projeksjons rammer. "Output Display" vinduet (blå ellipse) viser detaljert informasjon om et objekt som du har valgt med plukk-verktøyet.
  • Ved å klikke på "Parameter Control Tab", og så "Cuts" tab, kan du definere spesielle utvalgskriterier for partiklene i et event som er vist i event display via "Cuts" tab.
  • Prøv å zoome inn og ut, og velg spor ved å gå fra zoom-mode (rød ellipse) til finger-plukk-modus (gul ellipse).
  • Det skjer mye i dette eventet. Du kan se mange spor. Ikke alle er interessante. Partikler med høy transvers massefart (massefart av en partikkel på tvers av strålerøret) er av interesse, og vi kan skjule partiklene med lav massefart ved å øke kutt-verdien i "Cuts" tab.
  • Bruk "Control" vinduet, under "Cuts" tab kortet for å vise bare partikler med transvers massefart over en viss verdi i event displayet. Sett inn en verdi for transvers massefart i inn-feltet (gul ramme: Prøv med 5 GeV!) og trykk enter tasten for å bekrefte valget. Sjekk også at den lille boksen ved siden av inn-feltet er haket. Gå til det neste bildet for å se resultatet av dette valget.
  • Nå ser eventdisplayet mye klarere ut. For å få informasjon om de resterende partiklene kan du bruke finger-plukk symbolet fra verktøylinjen (rød ramme). Ved å klikke på et partikkelspor vil ikke bare fargen skifte. Også detaljerte data er vist i informasjonsboksen under "Output Display" tab. Du finner det i neste bilde.
  • Vær oppmerksom på den blå rammen med informasjon om den valgte partikkelen.
  • Ved først å velge et spor med hånd-verktøyet og så klikke "Insert Track" (rød ellipse), vil det valgte sporet vises i "Invariant Mass Table". Det valgte sporet vil også bli uthevet i "Track Momentum" vinduet. Hvis du velger to spor fra eventet og setter begge inn i tabellen, vil HYPATIA automatisk beregne invariant masse av de to partiklene.
  • HYPATIA har sine egne histogrammer. Velg "Histograms" (rød ellipse) i menyen av "Invariant Mass Table", og velg det histogrammet du ønsker.


Vær så god, bare eksperimenter mer! Der er mange flere muligheter!