L’exercice d’aujourd’hui Analyse de quelques collisions proton-proton réelles dans CMS Identifier les particules, déterminer ce qui s’est passé au cours de la collision A partir de l’analyse d’un grand nombre d’événements, obtenir un aperçu de quelques phénomènes de physique fondamentale!

Qu’allons nous chercher? Nous étudierons certaines particules créées dans les collisions (W+, W-, Z0) se désintégrant en particules stables (e+, e-, m+, m-) qui ont été détectés dans CMS. W+  m+ + n, W-  m- + n (n invisible, énergie transverse manquante) W+  e+ + n, W-  e- + n Z0  e+ + e- , Z0  m+ + m- et ignorerons (absents des fichiers d’étude) W+  hadrons, W-  hadrons , Z0  hadrons ainsi que toutes les autres particules créées

Visualisation d’événements Dépôts d’énergie Contrôles de visualisation faisceau Énergie manquante

Identification des particules dans CMS Muon (trace rouge) traversant tout le détecteur et laissant des dépôts dans les couches externes. L’énergie manquante est représentée par la flèche jaune. Electron (trace jaune) s’arrêtant dans le calorimètre électromagnétique (ECAL). L’énergie manquante est représentée par la flèche jaune.

W se désintégrant en un muon et un neutrino (non détecté) Signature: Signal dans les détecteurs à muons + énergie manquante

Z0 se désintégrant en 2 muons Signature: Deux signaux dans les détecteurs à muons

Comment mesurer la charge Ligne droite trace Déviation dans les sens des aiguilles d’une montre : charge +

Objectif de l’exercice Un quarks du proton peut être “excité” (par l’énergie de la collision) et se transformer en un autre type of quark, en émettant un W Le quark ‘down’ peut se transformer en quark ‘up’ en émettant un W- Essayons notamment de mesurer le rapport entre le nombre de W+ and W- produits dans les collisions dans CMS Une idée du résultat? – discutons en plus tard! down -1/3 up +2/3 W+ +1 ant ielectron +1 neutrino

Exercice – comment démarrer : Répartissez vous par groupes de deux Chaque groupe (numéroté 1-19) étudiera 100 événements Ouvrez deux onglets dans Firefox Logiciel de visualisation d’événements http://www18.i2u2.org/elab/cms/event-display Feuille de résultats http://www.editgrid.com/qn-nd/qnmasterclasses/ CMS_WZ_geneve  Sélectionnez l’onglet correspondant à votre groupe

Classification des événements Cliquez sur l’icone pour avoir une vue transverse Vérifiez que la boite “Drift tubes (muon)” box est cochée Cliquez sur l’icone ‘dossier’ et sélectionnez “mc_n.ig” où “n” est le numéro de votre groupe. Finalement, sélectionnerz le premier événement de la liste and cliquez sur le bouton “load” Vérifiez que la boite “Missing Et (reco)” (énergie transverse manquante) est cochée Décocher la boite “Tracks (reco)” peut aider…. Utilisez les rotations, zoom etc. pour déterminer si vous êtes en présence d’un Z0 ou W+ ou W- Suivez les instructions de la feuille de résultats Pour passer à l’événement suivant, cliquez sur l’icône Essayez de ni vous précipiter ni perdre de temps…

“masse invariante” Autre objectif de l’exercice : estimer la masse du Z0 X Z Y MX EY, PY EZ, PZ Combine l’information des paires of particules pour obtenir la “masse invariante” de la particule qui a pu les produire.

“masse invariante” (cont.) Paires e+e- Résultats publics de CMS obtenus en 2010 Paires m+m-

Discussion d’un résultat rapport W+/W- : il donne une idée de la structure interne du proton Naïvement, on s’attend à 2 (charge + du proton) Comment expliquer cet effet? Le modèle “simple” du proton (uud) n’est pas entièrement correct……