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.

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1 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!

2 Qu’allons nous chercher? Nous étudierons certaines particules créées dans les collisions (W +, W -, Z 0 ) se désintégrant en particules stables (e +, e -, m +, m - ) qui ont été détectés dans CMS. W      W      invisible, énergie transverse manquante) W   e     W   e   Z   e +  e -, Z 0       - et ignorerons (absents des fichiers d’étude) W   hadrons, W   hadrons, Z 0  hadrons ainsi que toutes les autres particules créées

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

6 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.

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

8 Z 0 se désintégrant en 2 muons Signature: Deux signaux dans les détecteurs à muons

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

10 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 proton : uud, neutron : udd Le quark ‘down’ peut se transformer en quark ‘up’ en émettant un W - On peut, notamment, mesurer le rapport entre le nombre de W + and W - produits dans les collisions dans CMS – Une idée du résultat? – discutons en plus tard! W + +1 up +2/3 down -1/3 ant electron +1 neutrino 0

11 Exercice – comment démarrer : Répartissez vous par groupes de deux – Chaque groupe (numéroté 11-19) étudiera jusqu’à 100 événements – Ouvrez deux onglets dans Firefox 1.Logiciel de visualisation d’événements http://www18.i2u2.org/elab/cms/event-display 2.Feuille de résultats – http://cern.ch/go/R69k – Sélectionnez l’onglet correspondant à votre groupe

12 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, sélectionnez 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 Z 0 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…

13 “masse invariante” A C B E B, P B E C, P C MAMA Les mesures effectuées sur la paire de particules B et C sont combinées pour obtenir la “masse invariante” de la particule mère A. Autre objectif de l’exercice : estimer la masse du Z 0

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

15 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……