Analýza údajov. W bozóny.

Transcript

1 Analýza údajov W bozóny 1

2 Identifikácia častíc 2

3 Identifikácia častíc Cvičenie 1 Na web stránke Masterclasses v W-Path si otvorte Cvičenie 1 (menu vpravo: Identifikácia častíc > Cvičenie 1 ) Identifikujte častice, čo vidíte? elektrón pozitrón mión antimión neutríno/antineutríno jety 3

4 4

5 Identifikácia prípadov rozpady Z bozónu signál všetko ostatné pozadie 5

6 Kritéria výberu signálnych prípadov Chýbajúca priečna hybnosť je veľká (Missing ET > 25 GeV). Je prítomný práve jeden leptón (elektrón, pozitrón, mión, antimión), ktorý vystupuje ako osamotený, t.j. netvorí súčasť jetu. Priečna hybnosť leptónu je viac ako 20 GeV. Uhol medzi identifikovaným leptónom a čiarkovanou čiarou, znázorňujúcou chýbajúcu priečnu hybnosť je medzi a Ak prípad spĺňa všetky tieto kritériá, je to signál, že vznikol W bozón. 6

7 Identifikácia prípadov Hľadáme iba energetické častice. Odstránime to, čo nás nezaujíma. 7

8 Identifikácia prípadov 1. Čo vidíte? Vznikol elektrón alebo mión? Chýbajúcu energiu? Aký typ prípadu to môže byť? 8

9 Identifikácia prípadov 2. Čo vidíte? Vznikol elektrón alebo mión? Chýbajúcu energiu? Aký typ prípadu to môže byť? 9

10 Identifikácia prípadov 3. Čo vidíte? Vznikol elektrón alebo mión? Chýbajúcu energiu? Aký typ prípadu to môže byť? 10

11 Identifikácia prípadov 4. Čo vidíte? Vznikol elektrón alebo mión? Chýbajúcu energiu? Aký typ prípadu to môže byť? 11

12 signál vs. pozadie 12

13 Identifikácia prípadov Spustite si program MINERVA. Cvičenie 2 Natiahnite si cvičné prípady do programu pomocou príkazu File > Read Event Locally > exercise2.zip 13

14 Aký typ prípadu vidíte? W + > e + + ν W > e + ν W + > µ + + ν W > µ + ν pozadie Identifikácia prípadov Cvičenie 2 Na web stránke Masterclasses v W-Path si otvorte Cvičenie 2 (menu vpravo: Identifikácia prípadov > Cvičenie 2 ) Do tabuľky si zapíšte svoje odpovede a porovnajte ich. 14

15 15

16 Higgsov bozón 16

17 Search for Higgs 17

18 H W + W - eµ, ee, µµ, + νν 18

19 19

20 Hľadajte W bozóny Meranie Natiahnite si 50 reálnych prípadov zrážok z detektora ATLAS do programu MINERVA pomocou príkazu File > Read Event Locally > X.zip Aký typ prípadu vidíte? W + > e + + ν W > e + ν W + > µ + + ν W > µ + ν pozadie Extra výzva: Objavíte Higgsov bozón? 20

21 Hľadajte W bozóny Meranie 1.Pri každej zrážke si zaznamenajte do kontrolného hárku, či ste pozorovali: W bozón rozpadajúci sa na -> pozitrón a neutríno, # # # # # # # -> elektrón a antineutríno, # # # # # # # -> antimión a neutríno, # # # # # # # -> mión a antineutríno, prípad pozadia. 2.Určte pomer počtu kladne nabitých častíc W + k počtu záporne nabitých W. Tento pomer budeme označovať R ±. 21

22 22

23 Skombinované výsledky Diskusia_W 1. Vypočítajte z nameraného R± koľkokrát viac W + než W bozónov bolo vyprodukovaných kvark-gluónovou interakciou. 2. Čo usudzujete o štruktúre protónu na základe vášho výsledku? Tip 1: V gluón-gluónových interakciách sú W + a W bozóny produkované takmer rovnako často. Tip 2: 66% všetkých W bozónov je vyprodukovaných v kvark-gluónových interakciách, kým zvyšných 34% vzniká v gluón-gluónových interakciách. 23

24 Characteristic: missing Energy 24

25 Skombinované výsledky Diskusia_Z 1. Porovnajte histogramy elektrón-pozitrónových a mión-antimiónových párov. Viete poukázať na nejaké rozdiely/podobnosti? Ako často sa Z bozón rozpadá na elektrón-pozitrónový pár? Ako často je výsledkom rozpadu pár mión-antimión? Čo ste očakávali? Prečo? 2. Aká je najpravdepodobnejšia hodnota hmotnosti Z bozónu? Ako je to v porovnaní s celosvetovo prijatou hodnotou 91.2 GeV/c 2? 3. Aké by mohli byť prijateľné vysvetlenia toho, že rozdelenie hmotností je také široké? Prečo nie je len jedna presná hodnota pre hmotnosť Z bozónu? 25

26 Skombinované výsledky 4. Objavili ste niečo neznáme (Z' bozón)? Diskusia_Z 5. Ak si myslíte, že áno, aká je hmotnosť Z' bozónu? 6. Prečo je úžitočné skombinovať vaše výsledky s výsledkami, ktoré získali ďalšie skupiny? 26

27 Prečo sme tomu venovali čas? Diskusia_Z 1. Kľúčom k novým objavom sú nástroje a metódy, s ktorými ste práve pracovali. 2. Chceli by sme pochopiť slabú interakciu. Ešte ju nepoznáme? Myslíme si, že pri veľmi vysokých energiách sa všetky interakcie zjednotia do jednej prapôvodnej sily. Jedným naším cieľom je hľadať náznaky na takéto zjednotenie. 3. Ak by sa pri vysokých energiách zjavila sama od seba nová slabá interakcia, ktorú skúmame, tak nosičom tejto novej sily by mal byť nový ťažký Z bozón. Invariantná hmotnosť produktov rozpadu by mala črtať rovnaké rozdelenie ako pre Z bozón, ale pri oveľa vyšších hodnotách. Z I bozón našli ste ho? 27