Préparation des TD Objectif : -Mesurer rapport dembranchements du Z -Mesurer constante de couplage de interaction forte à lénergie du Z Outil : Wired.

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1 Préparation des TD Objectif : -Mesurer rapport dembranchements du Z -Mesurer constante de couplage de interaction forte à lénergie du Z Outil : Wired

2 Topologie de la collision désintégration vers état final Détecteur Delphi Trajectographe : traces particules chargées calorimètre électromagnétique : mesurer énergie e -, photons par interaction matière du calorimètre calorimètre hadronique : mesure énergie hadrons par interaction avec noyaux matière chambres à muons : muons + lourds, atteint rayon plus grand e-e- e+e+ production Z 0, impulsion ~ 0

3 Identification des désintégrations avec le programme WIRED info sur événement énergie dans centre de masse : collision [GeV] VUE DE LEVENEMENT nombre de traces (particules chargées) énergie mesurée par détecteur [GeV] E CM =E mesurée toutes particules mesurées

4 VUE DE LEVENEMENT détecteur de vertex trajectographe calorimètre électromagnétique calorimètre hadronique chambres à muons cylindrique central bouchons avant/arrière vue de face vue de côté

5 I Désintégration du Z Z e + e - 3,67 % Z µ + µ - 3,67 % Z 3,67 % Z Z qq 69,90 % - - leptons 2 jets ~ 40 % 3 jets ~ 24 % 4 jets ou plus ~ 6 % expérimental BR théoriquedésint. possibles

6 trajectographe : -2 traces seules -directions opposées calo électromagnétique : -2 dépôts E (taille=dépôtdirection) ~toute lénergie mesurée (MET~0) trajectographe calorimètre électromagnétique calorimètre hadronique chambres à muons Z e + e -

7 similaire à e + e -, mais µ : mais signal dans chambre à muons trajectographe calorimètre électromagnétique calorimètre hadronique chambres à muons Z µ + µ - « µ »=muon

8 Z + - « »=tau e+ e + µ+ µ + non détectés : désintégration rapide en autres particules hadron+ 65 % 17 % énergie transverse (MET) importante 2, 4 ou 6 traces chargés e+ e + µ+ µ + trajectographe calorimètre électromagnétique calorimètre hadronique chambres à muons

9 : hadronique+ µ gerbes particules « + » : muon trajectographe calorimètre électromagnétique calorimètre hadronique chambres à muons µ+ µ + Autre exemple

10 2 quarks 2 jets (hadrons, autres particules) - µ dans jet éloignement quarks création paire q-q, etc… : jets - Z qq2 jets trajectographe calorimètre électromagnétique calorimètre hadronique chambres à muons traces Calo elmg Calo hadronique Les jets peuvent contenir des muons

11 fréquent : q : émission gluon ( jet) topologies 2, 3, 4 jets… eg : Z qq +1 gluon : topologie 3 jets - trajectographe calorimètre électromagnétique calorimètre hadronique chambres à muons Z qq3 jets -

12 eg : Z qq+3 gluons 5 jets - Z qq5 jets -

13 Pas de trace : impossible à compter Prédiction Modèle Standard : Br(Z )=20 % Z - Identification : -déduction par soustraction autres phénomènes -détecteur gigantesque (ce nest pas le cas)

14 Mesure BR(Z) : prédiction Modèle Standard : 20 % Z Tenir compte des désintégrations neutrinos (20%) Eg : 100 événements : 5 événements de type « A » BR(« A »)=5/(100/0,80)==4 % Comparer avec théorie Mesurer # désintégrations de chaque type (ee, mumu, tautau, 2 jets, 3 jets, 4 jets, etc…) : utiliser Wired Rapport de branchement (BR) =n i /n tot

15 Mesure constante de couplage forte interaction (force) nature constante de couplage=intensité force -interaction forte : s -interaction électromagnétique : EM -interaction faible : W -interaction gravitationnelle (la plus faible) : G N (constante de Newton) Modèle Standard ~Forces couplages ~E supersymétrie

16 S =k N 3-jets /N 2-jets k : cte=f(algorithme de jets)=f(d ou d join ) d=(impulsion, direction particules) WIRED : d=5 GeV/c S =0,119±0,002 théorie Z qq - Probabilité émission gluon : ~ S (M Z ) compter événements avec gluons S (M Z )

17 ANNEXE