Következik a Z-bozonnal történő részletes ismerkedés. Ez lesz a délutáni méréseik tárgya is ! Most igazán tessék figyelni és bátran kérdezni is ! Lesz.

Az előadások a következő témára: "Következik a Z-bozonnal történő részletes ismerkedés. Ez lesz a délutáni méréseik tárgya is ! Most igazán tessék figyelni és bátran kérdezni is ! Lesz."— Előadás másolata:

1

2 Következik a Z-bozonnal történő részletes ismerkedés. Ez lesz a délutáni méréseik tárgya is ! Most igazán tessék figyelni és bátran kérdezni is ! Lesz néhány kollektív „feleltetés” ! Az on-line méréseket a következő címen találják: http://www.physicsmasterclasses.org/exercises/hands-on-cern/hoc_v21en/ (a baloldali sávban válasszák ki: Particle Collisions  Collison library LEP) A megjelenő ablakban az on-line mérések vizsgálandó anyagát érik el. Erről a lapról indulva további érdekes „részecskefizikai” kalandokban lehet részük

3 Méréseik során az előbb látott detektorral fogják tanulmányozni a híres Z-bozon bomlásait.     E = mc 2 e-e- e+e+ Ebben a nagyenergiás elektron-pozitron ütközésben egy nehéz és rövid életű Z-bozon keletkezett ami azonnal elbomlik. Feladatunk lesz a bomlástermékek tanulmányozásával a különböző lehetséges bomlási módjait –számszerűen- meghatározni. Rajta hát!

4 ZZ Most tessék nagyon figyelni, megjegyezni! A méréseik során majd össze kell számolniuk, hogy az 5 bomlás-típusból hányat találnak a vizsgált száz-száz Z-bomlásban. Ezeket az elméletileg is számolható arányokat összehasonlítjuk a méréseikkel Így bomlik a Z-bozon + +  Ők is e++ e-e++ e- Ők közvetlenül „láthatóak” a detektorokban + +  Ők azonnal elbomlanak. A detektorokban csak a különböző „bomlástermékeiket” látjuk q+qq+q _ A kvarkok közvetelnül nem láthatóak. Ők hadronikus záporokba/jetekbe rejtőznek q+q+gq+q+g _ A gluonok is jeteknek álcázzák magukat Leptonikus bomlások Kvarkos bomlások (2-3 jetes események)

5 A tau-bomlások megnehezítik dolgainkat mert ez a “fránya” részecske keletkezik és már bomlik is. Az Z-bozon tau+tau bomlásai tehát igen sokfélék lehetnek, a keletkezett két tau egymástól függetlenül dönt a bomlásáról  +  e + e,  + , e + , e + h,  + h, e + hhh,  + hhh, h + h, h + hhh, hhh + hhh

6 Lássuk most a kvarkos bomlásokat Szabad kvarkok nincsenek: a világ előtt részecske(hadron)-záporoknak (jet) „álcázzák” magukat Z 0  q + q  2 jet _ Ez „történik” De mi ezt „látjuk” (2-jetes esemény) Z 0  q + q + g  3 jet _ De mi ezt „látjuk” (3-jetes esemény) Ez „történik”

7 Az erős kölcsönhatás „csatolási állandója” (  S trong ) Mérési feladatuk lesz ezt meghatározni. A csatolási állandó a kölcsönhatás „erősségét” jellemzi: azt, hogy az adott részecske milyen „hajlandósággal” sugározza ki a kölcsönhatását meghatározó közvetítő részecskét Elektromágneses k.h.: töltés  foton (  EM = 1/137~0,007) Erős k.h.: kvark  gluon (  S = ?) = = SS Csak vájtfülüeknek: a csatolási „állandó” nem állandó! Az energiával az  EM növekszik,  S csökken

8 Kórusban kérem! Ez melyik bomlás?

9 Hanggyakorlatok következnek. Válaszoljanak hangosan az alábbi ”Z” bomlásokat (1,2,..) melyik kategóriába (A,B…) sorolják. Z Bomlások: A: e + e B:  +  C:  +  _ D: q + q (2-jet) _ E: q + q + g (3-jet) Z0Z0 e+e+ e-e- (1*) Z0Z0 e+e+ e-e- (2) Z0Z0 e+e+ -- (3) Z0Z0 h -- (4*) Z0Z0 h h (6*) Z0Z0 (5) h h Z0Z0 (7) h h h

10 Mágnes Nagyon fontos! Méréseik során erre a képre emlékezzenek! A detektorokban látható „nyomok” alapján kell majd dönteniük az „észlelt” részecskék típusáról! (Elektron? Hadron? Muon?) És ezek alapján határozhatunk, hogy a Z-bozon melyik bomlását látjuk. Az ábra az u.n. „end view”: az elektronok az ábra síkjára merőlegesen –a detektor hossztengelye irányában- ütköznek

11 Z-bomlások: néhány „rajzos” példa gyakolásul: Melyik bomlás-típusokat látjuk? (oldalnézet: „side view”) Z  e + eZ  e + e Z   + Z   +  Z   +   hhh +  Tracking E.M. kaloriméter Hadron kaloriméter Müon detektor

12 Felismerik ugye? Itt is két  -val állunk szemben („end view”) Z   +   ?Z   +   ? Z   +   ?Z   +   ?

13 EMCal (belső gyűrű) HaCal (külső gyűrű) TrDet MuDet (legkülső gyűrű) Ez már nem csak rajz! Méréseik során ilyen képekkel találkoznak majd a monitoron. A kalorimétereken látható hasábok magassága arányos a mért energiával

14 Kedves Fiatal Barátaim! Én most ezzel befejezem. Délután maguk folytatják: meghatározzák/mérik a Z-bozon különböző bomlásainak arányait. És van egy jó hírem is: megyünk végre ebédelni!

15 Most már elméletileg kellően felkészülten várjuk a délutáni méréseket Jöjjön most hát az ebéd (megdolgoztunk érte!)