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Come riconoscere gli eventi Marcella Capua

9 th International Masterclasses 2013. Come riconoscere gli eventi Marcella Capua. Imparerete a riconoscere le particelle che attraversano il rivelatore ed a classificare gli eventi ( particelle prodotte in una collisione ) osservando dati reali di collisioni LHC!.

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Come riconoscere gli eventi Marcella Capua

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Presentation Transcript

  1. 9th International Masterclasses 2013 Come riconoscereglieventi Marcella Capua

  2. Impareretea riconoscere le particellecheattraversanoilrivelatoreed a classificareglieventi (particelleprodotte in unacollisione) osservandodatirealidicollisioni LHC!

  3. Scopodeglieserciziintroduttivi • Imparare ad identificareelettroni (e±), muoni (±), neutrini () in ATLAS • Imparare a classificarequestieventi: • W+e+e • W-e-e • W- -  • W++  • W+W-l l • fondodaproduzionedi ‘altro’ (chepuo’ sembrareuna W) Per far questoutilizzereteATLANTISilprogrammagraficodivisualizzazionedeglieventi _ _

  4. Minerva(MasterclassInvolving Event RicognitionVisualized with Atlantis) e’ ilvostro display deglieventi Visualizza ATLAS in tre diverse prospettive ATLANTIS elabora i segnali registrati dai componenti del rivelatore durante una collisione e li trasforma in display di eventi ricostruiti. Guardiamolo in dettaglio…

  5. Vista frontale del rivelatore (piano x,y) • Si osservano le particellenel piano trasverso ma solo quellericostruitenellaregionecentrale!! • (quellepiu’ avanticoprirebbero le altre)

  6. Vista laterale del rivelatore (piano ρ,z) • Si possonovedere le particellenellaregionecentrale e in avanti

  7. I colori... Rivelatoredimuoni: Misuramomento e caricadeimuoni Rivelatoreditracce: misuramomento e caricadiparticellecariche in campo magnetico Calorimetroelettromagnetico: misural’energiadielettroni, positroni e fotoni Calorimetroadronico: misural’energiadegliadroni (come ad esempioprotoni, neutroni e pioni) I neutriniattraversanoindisturbatiilrivelatoresenzainteragire con la materia e sonorilevatiindirettamenteattraverso la ‘missing energy’ ET

  8. Rivelatoredimuoni: Misuramomento e caricadeimuoni Rivelatoreditracce: misuramomento e caricadiparticellecariche in campo magnetico Calorimetroelettromagnetico: misural’energiadielettroni, positroni e fotoni Calorimetroadronico: misural’energiadegliadroni (come ad esempioprotoni, neutroni e pioni) I neutriniattraversanoindisturbatiilrivelatoresenzainteragire con la materia e sonorilevatiindirettamenteattraverso la ‘missing energy’ ET

  9. Osserviamosubito un evento!

  10. L’oggetto in verde ha rilasciatoenergianelcalorimetroelettromagnetico… …associata ad unatraccianelrivelatoreditracce …non cisonoaltretracce… abbiamoidentificato un elettrone o un positrone! NB: la lunghezzadellatraccia e’ proporzionaleall’energiadell’elettrone!

  11. Ricordate: quark e gluoni si muovono lungo l'asse del fascio prima della collisione protone-protone con il momento trasverso totale iniziale è nullo. Per la conservazione della quantità di moto anche dopo la collisione il momento trasverso totale deve essere nullo. Se la misura fornisce un momento trasverso totale non nullo, vuol dire che qualche particella dello stato finale non è stata rivelata. I neutrini escono dal rivelatore senza essere rivelati e causano l'osservazione di un momento trasverso non nullo chiamato momento trasverso mancante. • Questo deve essere di almeno 25 GeV perché si possa associare ad un evento di produzione di W! La linea retta tratteggiata e in rosso indica la possibile presenza di un neutrino nell’evento… …associata ad una alta energia mancante (30GeV) (lo spessore della linea e’ proporzionale all’energia associata)… abbiamo identificato la presenza di un neutrino!

  12. Verifichiamoilmomentotrasverso e la caricadell’elettrone NB: ilpTdellatracciadeveesserealmeno 20 GeV!

  13. Abbiamoindividuato un eventocandidato W-e-e !!!  5001 Registratesullaschedanellavostracartellinal’eventotrovato!

  14. Guardiamo un altroevento...

  15. C’e’ unatraccia ma non e’ associata ad un depositonelcalorimetroelettromagnetico… …c’e’ unatraccianelrilevatoredimuoni… abbiamoidentificato la presenzadi un muone! NB: sembraesserciunaseconda (spessopiu’ diuna) tracciaisolata ma potrebbe non essereassociataall’evento…

  16. Verifichiamo se soddisfa le richieste... …l’importanzadeitagli…

  17. Abbiamoindividuato un eventocandidato W- !!!  5001  5002

  18. Guardiamo un altroevento... cosasuggerite?

  19. Non contiene: We, W • ...siosservanofascidiparticelle (jets)... • ...c’e’ depositodienergiasianelcalorimetroelettromagneticocheadronico ... • ...siosservanonumerosetracce associate ai jet. • E’ un eventodifondo!

  20. NB: Si può confondere un jet con un elettrone Ma… • L’elettrone si ferma nel calorimetro elettromagnetico (non ha una componente adronica) • UnJet ha anche una componente adronica • (elettromagnetica eadronica) • Missingenergy e’ tipicamente piccola o assente • Attenzione! qualche volta uno o piu jet possono essere prodotti insieme al bosone W • In questo caso non e’ un evento di fondo!

  21. Un altroevento... c’e’ un muone? Ricordatevi di controllare sempre che il leptone che avete trovato sia isolato dai possibili jet dell’evento, che abbia il momento trasverso minimo richiesto e che appartengano al vertice primario

  22. Un utile zoom... Prementoiltastodestro del mouse sullafigura e selezionandounzoomsiritornaalla vista globale Ricordatevidicontrollaresemprecheilleptonecheavetetrovatosiaisolatodaipossibili jet dell’evento!

  23. Higgs? WWe-+e +++ Due leptoni con caricaopposta

  24. Higgs? WWe-+e +++ • NB: di questi eventi dovrete verificare che il pT dei leptoni soddisfi i tagli (15 e 25 GeV) • che la Missing ET sia maggiore di 50 GeV se i leptoni sono della stessa famiglia (per rimuovere il fondo dovuto ad altri processi: Drell-Yan o multi-jets) altrimenti bastano 25 GeV • dovrete inoltre calcolare l’angolo interno, nel piano trasverso, tra i due leptoni Due leptoni con caricaopposta

  25. Higgs? W+W-  -+ +++ NB: per calcolareΔΦtenerepremutoiltasto ‘p’ e col mouse selezionare le due traccedi cui calcolare la differenzatragliangoliazimutali

  26. Riassumendo…

  27. Adessotocca a voi! Facciamo un paiodiesercizi prima di fare la misura!!!

  28. Sulvostro pc e’ gia’ aperto Atlantis Facciamol’esercizio 1

  29. Facciamol’esercizio 2 (vi sara’ utile ildiagrammavisto prima che e’ nellavostracartellina e sintetizzaicriteridiselezione e itaglinecessari per classificare un evento

  30. Facciamol’esercizio 2 Apriteil file ‘esercizio2’ sulvostro desktop

  31. Cosa succede dopo pranzo? • Vi saranno assegnati 50 veri eventi raccolti dall’esperimento ATLAS • Dovrete classificarli e riportare sulla scheda: • se e’ un evento di produzione di W± o W+W- o di fondo; • se e’ W+W- dovrete calcolare l’angolo ΔΦ • annotate pT,missing ET e carica del leptone coinvolto; • sommate tutti gli eventi dello stesso tipo. • Buon divertimento!!!

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