International Physics Masterclasses

Araştır ve Kütle ile Keşfet

Bu bölümde, çalışmanızla ilgili gerekli araçlar olan fiziksel metodlar ve matematiksel tekniklerle ilgili bilgi sahibi olacaksınız . Bunlarla birlikte, Z bozonunu ve diğer bilinen parçacıkları tekrar keşfedecek, Higgs bozonunu arayacak ve son fakat aynı derecede önemli olan Bilinmeyen'i keşfedeceksiniz!

Gerçek bir parçacığın oluşturulduğundan emin olmak için kullanacağınız bilgi sadece müon- karşıt müon, elektron-pozitron veya foton-foton gibi bozunma sonucu üretilen parçacıkları tanımak olmayacak; ayrıca bozunan parçacığın kütlesini de yeniden inşa etmek olacak.

Gördüğünüz üzere kütle, diğer özelliklerle beraber parçacığı eşsiz bir şekilde belirlemek için kullanılan bir özelliktir.

Kütleyi nasıl yeniden inşa edeceğinizi anlamak için eV' nin (elektron volt), momentumun ve vektörün ne olduğunu bilmeniz gerekiyor. Daha detaylı bilgi için Enerji Birimleri, Momentum ve Vektörler bağlantılarını takip edin.

Doğanın enerji ve kütle korunumu kanunlarıyla birlikte Einstein'ın kütle-enerji formülünü daha tamamlanmış bir yapıda kullanacağız. Çarpışmadan veya bozunmadan önceki ve sonraki değerleri aynı olmalı.

Bir sonraki bölümde, bazı değişkenler bilindiğinde bozunan "ana" parçacığın kütlesini elde edebilmemize olanak sağlayacak kullanışlı bir denklemi açıklayacağız.

Elektron-pozitron çiftine bozunan bir Z bozonu için denklem bu şekilde görünüyor!

Bu güzel formülde m0 kütleyi, E enerjiyi, P momentum ve c ise ışık hızını temsil etmektedir. Üst belirteç olarak görülen e ve Z sırasıyla elektron ve Z bozonu anlamına gelmektedir.

Ve Higgs bozonunu nasıl arayacaksınız? Standart Model'de Higgs bozonunun elektronlara ve müonlara bozunma olasılığı çok düşük olduğundan çift foton ve 4-leptonlu olaylarda araştırmaya devam etmeniz daha iyi olur.

Daha sonra, Hgg için yukarıdaki formülü Z'yi H ile ve e'yi ise g değiştirerek kullanınız.

Hllll için yukarıdaki formülü kullanınız ve 2 parçacıkla uğraşmak yerine 4 leptonun momentumlarını ve enerjilerini toplayınız ve bunu Z bozonu yerine "ana" parçacık olarak adlandırınız. Oldukça kolay, değil mi?

Daha çok bilgi edinmek için bir sonraki bölüme geçiniz.