Energiereiche Photonen in Ereignissen mit einem Teilchen-Antiteilchen-Paar

Photonen sind Teilchen der elektromagnetischen Strahlung. Sie tragen keinerlei elektrische Ladung und hinterlassen damit keine Spur im zentralen Teil unseres Detektors. Trotzdem tragen sie Energie. Die Energie eines Photons wird komplett vom elektromagnetischen Kalorimeter absorbiert (Deshalb wird keine Energie im hadronischen Kalorimeter gesehen.)

Hier ist ein Beispielevent, was ein energiereiches Photon enthält:

Beispiel e+e-→l+l-γ Ereignis

End-On Ansicht des Ereignisses

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Seitenansicht des Ereignisses

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Wir können ein solches Event mittels simpler Diagramme darstellen.
Das erste Diagramm zeigt ein Photon, welches von einem der ausgehenden Myonen abgestrahlt wird:
Das zweite Diagramm zeigt ein Photon, welches von einem der einlaufenden Elektronen abgestrahlt wird:

Wir werden auf solche Events verweisen mit: e+e-→l+l-γ

Hier ist ein Quark-Antiquark Beispielevent, was ein energiereiches Photon enthält, dass wir durch die folgenden Diagramme darstellen:

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Beispiel e+e-→qqγ Ereignis

End-On Ansicht des Ereignisses

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Seitenansicht des Ereignisses

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Wir werden auf ein solches Event verweisen mit: qqgamma

Die zirkulierenden Elektronen- und Positronenstrahlen durchlaufen unser Experiment innerhalb einer Röhre, die entlang der Achse des zylindrischen Detektors verläuft. Wir haben keinerlei Teilchendetektoren innerhalb dieser Röhre. Das bedeutet leider, wenn ein Photon entlang der Richtung der zirkulierdenden Strahlen abgestrahlt wird, dass es unser Experiment verlassen kann ohne detektiert zu werden.

Hier ist eine Seitenansicht eines Events, bei dem dies eingetreten ist:

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Beachten Sie, dass das - und das + nicht mehr in entgegengesetzter Richtung wegfliegen, wie es bei den einfachen e+e-→μ+μ- Ereignisses der Fall war.

Erinnerst Sie Sich an die Bilder von WW (lepton-neutrino/lepton-neutrino) Beispielereignissen? Beachten Sie wie ähnlich die llgamma und WW (lepton-neutrino/lepton-neutrino) Ereignisse von der Seitenansicht erscheinen.

Zum Glück können wir etwas über den Unterschied der beiden Typen von Events sagen, wenn wir sie uns in der Frontalansicht ansehen. Hier ist die Frontansicht des llgamma Ereignisses mit einem entlang der Strahlachse entkommenden Photon, das wir uns bereits angeschaut haben.

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Beachten Sie, dass die - und + in der Frontansicht in entgegengesetzter Richtung wegfliegen! (Das ist eine Folge der Impulserhaltung. Schauen Sie, ob Sie das ausrechnen können! Denken Sie aber daran, dass das Eingangs-Elektron und Positron mit gleichen und entgegengesetzten Impulsen startet.)

Denken Sie daran, dass die WW (lepton-neutrino/lepton-neutrino) Ereignissespuren nicht in entgegengesetzter Richtung in der Frontansicht sind.

(next event) Als nächstes wird doch ein Auge auf einige energiereiche Gluonen in Ereignissen mit einem Quark-Antiquark Paar.

(challenge) Zurück zur Sektion über "Wie einige etwas kompliziertere Typen von Events identifizieren".


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Peter Steinbach. Dec 2007.