Maiken Pedersen, Farid Ould-Saada, Eirik Gramstad Universitetet i Oslo.

Presentasjon om: "Maiken Pedersen, Farid Ould-Saada, Eirik Gramstad Universitetet i Oslo."— Utskrift av presentasjonen:

1 Maiken Pedersen, Farid Ould-Saada, Eirik Gramstad Universitetet i Oslo

2  https://kjende.web.cern.ch/kjende/no/zpat h_atlas.htm https://kjende.web.cern.ch/kjende/no/zpat h_atlas.htm

3 Hvordan virket så detektoren igjen?  de forskjellige partiklene blir registrert ulike steder i detektoren  ved å kombinere flere registreringer kan man rekonstruere hvordan partikkelen beveget seg gjennom detektoren

4  Dere har lært at det i partikkelkollisjoner skapes en skur av partikler  De fleste av disse forsvinner igjen i løpet av et brødels av et sekund – altfor raskt til at detektoren skal kunne registrere de  Vi leter jo gjerne etter en bestemt partikkel – for eksempel en Z eller en Z’ Utfordringen til en eksperimentell partikkelfysiker er å ”rekonstruere” partikkelkollisjonen – for å kunne finne partiklene de leter etter Dette kan vi gjøre ved å kjenne HENFALLSPRODUKTENE til partikkelen vi leter etter

5  Vi skal bruke Z bosonets henfallsprodukter til å identifisere kollisjoner hvor Z bosonet ble produsert  Men det er ikke nok – i tillegg må ta i bruk en egen teknikk for virkelig å være sikre på at det er akkurat Z bosonet vi ser Invariant masse  En partikkels masse er en egenskap som unikt identifiserer den  Ved å bruke henfallsproduktenes impuls (bevegelsesmengde), energi og masse kan vi finne massen til den opprinnelige partikkelen Dette fungerer fordi energi og impuls er bevart i enhver prosess i naturen – Det som går inn i kollisjonen må også komme ut igjen

6 e+e+ e-e- Z µ-µ- µ+µ+ Z  To av mange mulige henfallsmåter  Elektron-antielektron par  Muon-antimuon par  Alle henfallsproduktene kan direkte observeres i detektoren 0 0

7 W ν ν W  To av mange mulige henfallsmåter  Elektron + nøytrino  Muon + nøytrino  Bare elektronet og muonet (eller dets antipartikler) er direkte observerbare i detektoren

8  https://kjende.web.cern.ch/kjende/no/zpat h_ereignis.htm https://kjende.web.cern.ch/kjende/no/zpat h_ereignis.htm

9

10 BILDE 1 Hva ser du? Noen tegn til elektroner eller muoner? Manglende energi (nøytrinoer)? Hva slags event kan dette være?

11 BILDE 1 Hva ser du? Noen tegn til elektroner eller muoner? Manglende energi (nøytrinoer)? Hva slags event kan dette være?

12 BILDE 2 Hva ser du? Noen tegn til elektroner eller muoner? Manglende energi (nøytrinoer)? Hva slags event kan dette være?

13 BILDE 2 Hva ser du? Noen tegn til elektroner eller muoner? Manglende energi (nøytrinoer)? Hva slags event kan dette være?

14 BILDE 3 Hva ser du? Noen tegn til elektroner eller muoner? Manglende energi (nøytrinoer)? Hva slags event kan dette være?

15 BILDE 3 Hva ser du? Noen tegn til elektroner eller muoner? Manglende energi (nøytrinoer)? Hva slags event kan dette være?

16 BILDE 4 Hva ser du? Noen tegn til elektroner eller muoner? Manglende energi (nøytrinoer)? Hva slags event kan dette være?

17

18  Vi skal kalkulere massen til Z bosonet ved hjelp av  Konserverings-lover  Bevegelsesmengde er bevart  Energi er bevart  Masse-Energi relasjonen  Men først noe grunnleggende fysikk - størrelser

19  En fysisk størrelse betegnet med også kjent som  Massefart, impuls  I klassisk fysikk (dvs hverdagsfysikk) er impuls definert som  masse * hastighet  I partikkelfysikken må vi ty til en annen definisjon, som bruker Einsteins masse-energi relasjon:  Eller:  Og med enkel algebra kan vi finne impulsen (bare størrelsen)

20  En fysiske størrelse som også har retning  Hastighet – har en retning  Bevegelsesmengde – har en retning  Temperatur har ikke retning  En vektor har både en størrelse, og en retning  Eksempel for hastighet  Har både fart (størrelse) og en retning

21  Energi og moment (impuls) er bevart  Energien til en partikkel i ro  Energien til en partikkel i bevegelse

22  Etter enkel manipulasjon av masse-formelen og bruk av bevaringslovene finner vi utrykket for massen til Z bosonet  Formlene inneholder følgende størrelser  Masse  Energi  Impuls  av de 2 henfallsproduktene

23