Do pomiarów!

Zadanie polega na dokonaniu kilkudziesięciu pomiarów masy bozonu Z i innych cząstek oraz poszukiwanie bozonu Higgsa. Na ich podstawie wykresów (histogramów), które na końcu zostaną połączone z wykresami otrzymanymi przez inne grupy. Więcej o histogramach można dowiedzieć się tutaj. Do obliczenia masy niezmienniczej wykorzystamy kalkulator w programie HYPATIA. Instrukcja korzystania z niego znajduje się tutaj, na oficjalnej stronie programu HYPATIA. W tym ćwiczeniu będą używane narzędzia oraz informacje o identyfikacji cząstek z HYPATII.

Wyświetlane obrazy zderzeń zawierają mieszaninę przypadków z:

  • bozonami Z (i innymi cząstkami) rozpadającymi się na elektron-pozyton lub mion-antymion,
  • kandydatami na cząstkę Higgsa rozpadającą się na foton-foton,
  • kandydatami na czastkę Higgsa rozpadającą się na cztery leptony,

ale i przypadków zupełnie innych, nazywanych przypadkami tła, np. ze strumieniami cząstek pochodzących od kwarków lub gluonów, albo z rozpadami W. (Dla przypomnienia, jak one wyglądają można wrócić do Identyfikacji przypadków). Wykorzystując wiedzę o identyfikacji cząstek oraz kalkulator masy z HYPATII zbadamy, czy w przypadku występuje bozon Z, czy nie.

Co robimy

  1. W HYPATII, dla każdego zderzenia szukamy śladów wskazujących na obecność cząstek takich jak:
    • bozon Z - przez poszukiwanie par elektron-pozyton lub mion-antymion,
    • bozon Higgsa - poszukując par foton-foton,
    • bozon Higgsa - wyszukując dwie pary leptonów (e+e-e+e-, e+e-μ+μ-, μ+μ-μ+μ-)
    Jeśli nie można znaleźć żadnej takiej pary, może to być przypadek tła. Użyj wskaźnika i informacji o cząstkach w HYPATII do dokonania swojej oceny. Wypełnij arkusz by zapamiętać, które przypadki były sprawdzane.
  2. Jeśli uważasz, że widzisz produkty rozpadu jednej z powyżej wymienionych cząstek, wybierz odpowiednie ślady lub obiekty i wstaw je do tabeli masy niezmienniczej
    1. Gdy znajdziesz parę elektronów lub parę śladów mionów, może to być bozon Z lub znacznie lżejsze cząstki J/Psi lub Upsilon
    2. Jeśli masz szczęście i znalazłeś dwie pary leptonów, wstaw obie; może to być kandydat na bozon Higgsa rozpadający się na cztery leptony!
    3. Gdy uważasz że widzisz kandydata na bozon Higgsa rozpadający się na parę fotonów, wybierz oba i wstaw do tabeli masy niezmienniczej.
  3. Jeśli uważasz, że zderzenie jest przypadkiem tła (nie ma w nim pary leptonów o przeciwnych znakach ani pary fotonów) zignoruj taki przypadek i przejdź do następnego.
  4. Po przeanalizowaniu wszystkich przypadków dokonaj zapisu tabeli masy niezmienniczej w HYPATII, poprzez wybranie: File–>Export Invariant Masses. Plik będzie miał nazwę Invariant_Masses.txt (nie zmieniaj jej). Umieść plik na Pulpicie, aby go łatwo znaleźć.
  5. Otwórz stronę do wysyłania danych i załaduj plik mas niezmienniczych, właśnie utworzony.