WYP 2005 European Masterclass Meting van de vertakkingsverhoudingen van het Z 0 boson  Het Z 0 en zijn vertakkingsverhoudingen  Identificatie in de DELPHI detector  Gebruik van het programma WIRED Brecht Hommez – Universiteit Gent maart 2005

Oefening Doel van de oefening: V oornaamste doelstelling van LEP : hoge precisie test van het Standaard Model o.a. een nauwkeurige studie van het Z 0 boson m Z0 = 91 GeV/c 2 Voor E e+ = E e- = 45,5 GeV → E cm = 91 Gev productie van grote hoeveelheid Z 0 bosonen !

Oefening Doel van de oefening: Het Z 0 vervalt onmiddellijk, op de volgende manieren: Z 0  e + + e - Z 0   + +  - Z 0   + +  - Z 0  + Z 0  q + q Men spreekt van de verschillende vervalmodes van het Z 0. Ze zijn niet alle even waarschijnlijk. Geladen leptonen ν e ν μ ν τ : niet detecteerbaar

Oefening Doel van de oefening: Waarschijnlijkheid van vervalmodes = vertakkingsverhoudingen. Waarden zijn voorspeld door het Standaard Model. Oefening = meten Z 0 vertakkingsverhoudingen met gegevens genomen door DELPHI detector bij LEP Dus: verificatie van het Standaard Model. Daarom: voor staal van 100 Z 0 vervallen (‘decays’): Vervalmode identificeren Verschillende vervalmodes tellen Hoe herkent men de verschillende vervalmodes? m Z0 = 91 Gev Si E e = 45,5 Gev, les Z 0 sont produits abondamment.

De Delphi Detector Oefening

Identificatie van de verschillende deeltjes : Oefening Spoor detector Muon kamers Elektro- magnetische calorimeter Hadron calorimeter Binnenste laag Buitenste laag

Oefening Vervalmodes van het Z 0 : Z 0  e + + e - Z 0   + +  - Z 0   + +  - Z 0  + Z 0  q + q Geladen leptonen ν e ν μ ν τ : niet detecteerbaar

Oefening De vervalmodes herkennen: e + e - spoordetector e.m. calorimeter Grote Energie afzet De sporen van het e + en e - liggen (bijna) op een lijn Som van de energieën is ongeveer 91 GeV.

Oefening De vervalmodes herkennen :  +  - De som van de energieën is ongeveer gelijk aan de totale energie De sporen van het μ + en μ - liggen (bijna) op een lijn Kleine energieafzet in de e.m. calorimeter Signalen in de muonkamers

Oefening De vervalmodes herkennen:  +  - Tau leptonen vervallen na ~ mm – spoor niet zichtbaar Identificatie tau’s via vervalproducten Verval in De 2 tau’s zijn co-lineair, hun vervalproducten niet De neutrino’s zijn onzichtbaar Er is een grote ontbrekende energie  geladen deeltjes

Oefening De vervalmodes herkennen:  +  -. Signaal in Muon kamers geladen deeltjes Sporen niet op een lijn Energie afzet van geladen + neutrale deeltjes in e.m. en hadron calorimeter Gemeten Energie < E LEP

Oefening De vervalmodes herkennen: Bij elke quark of anti-quark hoort een « jet » deeltjes: Een groot aantal geladen en neutrale deeltjes

Oefening De vervalmodes herkennen: soms wordt ook nog een gluon geproduceerd, dat een 3de jet levert:

Oefening Het programma WIRED: Grafische voorstelling van gereconstrueerde botsingen