Most pedig jöjjön a mai napunk sztárja: a J/  részecske!

Az előadások a következő témára: "Most pedig jöjjön a mai napunk sztárja: a J/  részecske!"— Előadás másolata:

1

2 Most pedig jöjjön a mai napunk sztárja: a J/  részecske!

3 Amit eddig tanultunk róla: Felfedezték 1974-ben. Tömege  3 * m proton Egy charm-anticharm kvarkot tart fogságban Születése után csaknem azonnal elbomlik (10 -21 sec) Így nyomára csak a bomlástermékei vizsgálatával bukkanhatunk Ma az alábbi 2-müonos bomlására fogunk vadászni

4 Említettük már, hogy a gyorsítókban keletkező részecskék többsége igen rövid életű (~10 -21 – 10 -23 sec) Legtöbbjük még egy atomnyi méretnek megfelelő távolságot sem fut be élete során és más részecskékbe elbomlik (nincs olyan detektor ami jelezni tudná). Létéről a bomlástermékei segítségével kapunk információt. Ilyen a mi kedvencünk is Egy rövd kis számolás (+ egy kis relativitáselmélet) útján kiszámítjuk a tömegét, sőt élettartamát is

5 A számoláshoz ismernünk kel a két muon adatait: energia (E) és lendület/impulzus (p) E 1. p 1 E 2. p 2 A müonok elég hosszú életűek ahhoz, hogy őket mérhessük („tracker”, nyomdetektor) Most jön egy egyenlet („képletecske”) a relativitás elméletéből: E 2 = m 2 + p 2 E, p m A bomlás során a részecske energiája és impulzusa megmarad! E = E 1 + E 2 és p = p 1 + p 2 m 2 = E 2 – p 2 Készen is vagyunk: behelyettesítjük az adatokat és gyököt vonunk! Ez ugye már egyszerű?

6 Most egy kis meglepetés jön: a rövid életű/bomlékony részecskék tömege „elmosódott” értéket mutat. Magyarázata a híres Heisenberg határozatlanság relációban rejlik: Ez az „átlagérték” a részecske „tömege” (m 0 )  pedig a részecske „szélessége” Rövid élettartam  nagy szélesség és fordítva tömeg

7 Hamarosan megyünk ebédelni. Előtte azonban felvillantok néhány képet a délutáni mérésekről. A mérendő események képeit az alábbi lapról indulva érik el (nem szükséges most megjegyezni, a Mentoraik már így állították be a PC-ket).

8 Képek a képernyőről. Ebéd után –a méréseik előtt – röviden majd on-line is bemutatom, ez csak egy kis „étvágycsináló”.

9 Ezen a képen nagyon sok részecske nyomát látjuk. Ezek legtöbbje hadron. Minket azonban csak a müonok érdekelnek. Kapcsoljuk ki a hadronok megjelenítését.

10 Itt már csak a müonokat mutatja a kép (piros „pöttyök”) A sárga rajz a nyomdetektor megjelenítése.

11 Itt a nyomdetektort képét is kikapcsoltuk. Amit látunk azok a müonok nyomai. Kérdés: azonos vagy ellentétes a két müon töltése?

12 Ez egy másik esemény. Mit mondanának a müonok töltéséről?

13 Újabb esemény. Itt a müonok nyomai a nyomdetektoron túl is jelen vannak. Ezeket nevezzük „Globális” müonnak. A „Tracker” müon csak a trackeren belül látszik.

14 Az események osztályozása: 0-1-2-3 0: a két müon töltése azonos (nem jöhetnek J/Psi-ből, nem foglalkozunk vele)) 1: ellentétes töltés, de mindkét nyom csak a trackerben látszik 2: az egyik globális, a másik tracker Mit gondolnak ki kapja a hármast?

15

16 Ilyen Excel file-be írják majd be a 0-1-2-3 „osztályzatokat” (D oszlop) Az Excel pedig az 1-2-3 osztáyzatok esetén kiszámolja a részecske tömegét (E oszlop). A két müon adatait (E, px,py,pz) a G,H,I… oszlopok tartalmazzák.

17 Most már elméletileg kellően felkészülten várjuk a délutáni méréseket ahol a CMS detektorban két müonra vadászva elcsípjük a mi kedvenc J/  részecskénket. Jöjjön most hát az ebéd (megdolgoztunk érte!) Ebéd után még fogok Magukkal egy kicsit beszégetni: rövid előzetes bevezetést hallanak majd, hogyan kell ügyesen J/  -re vadászni

18

19