CMS Masterclass - Einführung

Los geht's!

Wissenschaftler sehen sich die Teilchenkollisionen im CMS-Experiment (auch als „Event” bezeichnet) auf zwei Weisen an: entweder betrachtet man einzelne Events mit einem speziellen Computerprogramm (dem „Event Display”) als graphische Darstellung, oder man zieht eine mitunter sehr große Zahl von Events gleichzeitig heran und stellt die statistische Verteilung bestimmter physikalischer Größen - z.B. der Masse - in Form sog. „Histogramme” dar. Das Event Display zeigt einen komplizierten „Schnappschuss” einer einzelnen Kollision von dem die Wissenschaftler vielleicht sagen: „das ist ein Kandidat für einen J/Psi Zerfall / Z Zerfall /...”. Das ist ihre Behauptung. Sie diskutieren die Indizien dafür mit Kollegen, und begründen sie auch wissenschaftlich.

Nun kannst du selbst dieser Wissenschaftler oder diese Wissenschaftlerin sein!

Zunächst musst du dafür natürlich lernen, das Event Display zu bedienen. Dieser Screencast wird dir dabei helfen.

So startest du das Online Event Display:
  1. Öffne iSpy-online auf http://www18.i2u2.org/elab/cms/event-display. Ein Teil des Detektors wird sofort dargestellt, sobald das Display geladen ist: du siehst das „ECAL Barrel” und das „HCAL Outer”. Beachte, dass diese beiden Detektorteile in der linken Liste angewählt sind.
  2. Klicke auf das Verzeichnis-Icon ganz links oben. Ein Fenster öffnet sich.
  3. In diesem Fenster, unter „Files”, siehst du: jpsi, simulation, cms-geometry.ig.
    • Wenn du die J/Ψ Masterclass Übung machst, wähle „jpsi”. Du siehst dann 2 Punkte (..) und darunter eine Liste von J/Psi Datensätzen. Wähle einen Datensatz! (Wenn du „..” wählst kehrst du in das vorige Menü zurück)
    • Wenn du dem W/Z Pfad folgst, wähle „simulation” und dann „Zmumu_Wmunu_mixed.ig.”
  4. Unter „Events” erscheint nun eine Liste von Events aus diesem Datensatz. Wähle das erste Event, das du noch nicht bearbeitet hast.
  5. Klicke auf den „Load”-Button rechts unten. Das Fenster schließt sich, und das Event wird graphisch dargestellt. Du wirst bemerken, dass nun folgende Objekte in der linken Liste angewählt sind:
    • ECAL Barrel
    • HCAL Outer
    • Electron Tracks (GSF)
    • ECAL/Barrel Rec. Hits
    • ECAL/Endcap Rec. Hits
    • HCAL/Barrel Rec. Hits
    • HCAL/Endcap Rec. Hits
    • DT Rec. Hits
    • Tracker Muons (Reco)
    • Global Muons (Reco)
    • Calorimeter Energy Towers
    • Jets
  6. Du kannst die Ansicht ändern, um das Event besser zu verstehen:
    • Entferne dargestellte Objekte (oder füge sie hinzu) indem du sie in der linken Liste ab- oder anwählst.
    • Wechsle schnell zur x-y, z-x, oder z-y Ansicht mit den Buttons am oberen Rand.
    • Rotiere das Bild mit der Maus (Linke Maustaste gedrückt halten und die Maus bewegen)
    • Verschiebe das Display mit der Maus, indem zu gleichzeitig mit der linken Maustaste noch die Strg-Taste drückst.
    • Zoome mit der Maus, indem du stattdessen gleichzeitig noch die Shift-Taste drückst
  7. Gehe nun zum J/Ψ Szenario oder zum W/Z Szenario um fortzufahren.

Weitere Informationen

Für ForscherInnen und Lehrkräfte
Die CMS Masterclass Übungen verwenden ein online Event Display. Es gibt zwei Übungen:
  • den J/Ψ Pfad zur Analyse des Zerfalls von J/Ψ Mesonen
  • den W/Z Pfad zur Analyse des Zerfalls von W und Z Bosonen
Wir empfehlen, dass die SchülerInnen zumindest drei Vorbereitungsstunden in der Schule haben, bevor sie die eintägige Masterclass an der Universität oder dem Forschungsinstitut besuchen, wo sie unter der Betreuung von Teilchenphysikern arbeiten, wie auf der International Particle Physics Masterclasses Website beschrieben. Evaluationen des Masterclass-Programms haben gezeigt, dass vorbereitete SchülerInnen mehr lernen und mit der Masterclass zufriedener sind als unvorbereitete.

Detailierte Informationen über die Vorbereitung und Durchführung einer Masterclass befinden sich in der Masterclass Bibliothek Mentoren und Lehrersektion..

 Computer Set-up
Die CMS Masterclass Übung läuft komplett online (keine vorherigen downloads notwendig) von einem Server am Argonne National Laboratory in der Nähe von Chicago. Sie ist plattformunabhängig, läuft aber derzeit nicht im Internet Explorer; empfohlene Browser sind: SchülerInnen und LehrerInnen erfahren mehr über die Übung im
Feedback
Fragen und Kommentare bitte an:


Event Display nach dem ersten Öffnen



Auswahl eines J/Ψ Events



Event in der x-z Ansicht



Event in der x-y Ansicht, gezoomt, mit aktivierten CSC, RPC und DT hits