Következik

a Z-bozonnal történő részletes ismerkedés.

Ez lesz a délutáni méréseik tárgya is !

Most igazán tessék figyelniés 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 CollisionsCollison library LEP)A megjelenő ablakban az on-line mérések vizsgálandó anyagát érik el.

Erről a lapról indulva további érdekes „részecskefizikai” kalandokban lehet részük

Méréseik során az előbb látott detektorral fogják tanulmányozni a híres Z-bozon bomlásait.

E = mc2

e- e+

Ebben a nagyenergiás elektron-pozitron ütközésbenegy nehéz és rövid életű

Z-bozon keletkezett ami azonnal elbomlik.

Feladatunk lesz a bomlástermékek tanulmányozásával a különböző lehetséges bomlási módjait –számszerűen- meghatározni.

Rajta hát!

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- Ők közvetlenül „láthatóak” a detektorokban

+ Ők azonnal elbomlanak. A detektorokban csak a különböző „bomlástermékeiket” látjuk

q+q_

A kvarkok közvetelnül nem láthatóak.Ők hadronikus záporokba/jetekbe rejtőznek

q+q+g_

A gluonok is jeteknek álcázzák magukat

Leptonikus bomlások

Kvarkos bomlások (2-3 jetes események)

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

Lássuk most a kvarkos bomlásokatSzabad kvarkok nincsenek:

a világ előtt részecske(hadron)-záporoknak (jet) „álcázzák” magukat

Z0 q + q 2 jet_

Ez „történik” De mi ezt „látjuk”(2-jetes esemény)

Z0 q + q + g 3 jet_

De mi ezt „látjuk”(3-jetes esemény)

Ez „történik”

Az erős kölcsönhatás „csatolási állandója” (Strong) 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 részecskétElektromágneses k.h.: töltésfoton (EM = 1/137~0,007)

Erős k.h.: kvarkgluon (S = ?)

= =S

Csak vájtfülüeknek: a csatolási „állandó” nem állandó! Az energiával az EM növekszik, S csökken

Kórusban kérem! Ez melyik bomlás?

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)

Z0

e+

e-(1*)

Z0 e+

e-(2)

Z0 e+

-(3)

Z0 h

-(4*)

Z0 h

h(6*)

Z0

(5)

hh

Z0

(7)h

h

h

Mágnes

Nagyon fontos!Méréseik során erre a képre emlékezzenek!

A detektorokban látható „nyomok” alapján kell majd dönteniükaz „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

Z-bomlások: néhány „rajzos” példa gyakolásul:Melyik bomlás-típusokat látjuk?

(oldalnézet: „side view”)

Z e + e Z +

Z + hhh +

Tracking

E.M. kaloriméter

Hadron kaloriméter

Müon detektor

Felismerik ugye?

Itt is két -val állunk szemben(„end view”)

Z + ? Z + ?

EMCal(belső gyűrű)

HaCal(külső gyűrű)

TrDet

MuDet(legkülső gyűrű)

Ez már nem csak rajz!Méréseik során ilyen képekkel találkoznak majd

a monitoron.

A kaloriméterekenlátható hasábok

magassága arányosa mért energiával

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!

Most már elméletileg kellően felkészültenvárjuk a délutáni méréseket

Jöjjön most hát az ebéd(megdolgoztunk érte!)