Esercitazione pratica di identificazione di particelle

Di solito si osservano tracce di molte particelle diverse in ogni evento.

Nel primo esercizio sarai un investigatore. Sfrutta le potenzialità dell'event-display per trovare tutti gli elettroni, muoni, fotoni, neutrini e jet in ogni evento.

Usa le caselle selezionabili in ogni esercizio per registrare le particelle che hai osservato e clicca su 'Check'. Il tasto 'Hint' ti fornirà dei suggerimenti. Cliccando su 'Correct' otterrai la soluzione.

Buona fortuna!

particle 1 electron positron muon anti-muon photon neutrino-antineutrino jet
 
particle 2 electron positron muon anti-muon photon neutrino-antineutrino jet
 
particle 3 electron positron muon anti-muon photon neutrino-antineutrino jet
 

L'ipotesi 1 (elettrone) è corretta. L'ipotesi 2 (positrone) è errata. Se si tratti di un elettrone o un positrone è una decisione che va effettuata guardando il segno del valore di PT. In questo evento il segno del valore di PT della traccia colorata in rosso, con associata energia solo nel calorimetro elettromagnetico, è negativo. Pertanto si tratta di un leptone carico negativamente che si ferma nel calorimetro elettromagnetico. Si tratta quindi di un elettrone.

Le ipotesi 3 e 4 (muone e anti-muone) non possono essere corrette, perché non c'é nessuna particella visibile proveniente dall'interazione protone-protone che raggiunga i rivelatori di muoni.

L'ipotesi 6 (neutrino) è corretta, perché oltre all'elettrone viene emesso un neutrino. Il neutrino trasporta una frazione dell'impulso e sfugge alla rivelazione. Per questo può essere evidenziato solo grazie ad uno sbilanciamento in energia. Questo (nella visuale in sezione) si presenta come un momento trasverso mancante (MET) nella direzione del neutrino. Poiché in questo caso il MET ha un valore elevato (42 GeV) lo si può realmente associare alla produzione di un neutrino (e non ad un errore di misura).

L'ipotesi 7 (jet) è sbagliata perché non si vede alcun fiotto di particelle.

particle 4 electron positron muon anti-muon photon neutrino-antineutrino jet
 

L'ipotesi 1 (elettrone) per la particella che si muove verso il basso, con energia associata nel solo calorimetro elettromagnetico, è sbagliata perché il PT della traccia è positivo.

È invece corretta l'ipotesi 2 (positrone).

L'ipotesi 3 (muone) per la particella che si muove verso sinistra a piccolo angolo è corretta, non lo è l'alternativa 4 (anti-muone), poiché il PT della traccia è negativo.

Le ipotesi 6 (neutrino) e 7 (jet) sono entrambe corrette: da un lato il momento trasverso mancante (MET) è elevato, dall'altro si vede un fiotto di particelle con depositi di energia nel calorimetro adronico.

particle 5 electron positron muon anti-muon photon neutrino-antineutrino jet