CMS Masterclass - Einführung
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In einer CMS Masterclass werden Oberstufenschüler zu "Teilchenphysikern für einen Tag". Sie arbeiten mit Originaldaten vom Compact Muon Solenoid (CMS) Experiment des Beschleunigerrings Large Hadron Collider (LHC) am CERN. Hier ist ein Überblick, wie eine Masterclass abläuft und was man dafür braucht.

Erworbene Kenntnisse

Philosopie

Empfehlungen für eine erfolgreiche CMS Masterclass
Nach einer Masterclass wissen die Schüler:
  1. Entdeckungen in der Teilchenphysik werden durch indirekte Beweise untermauert.
  2. Das Standardmodell der Teilchenphysik ist das Theoriegerüst für unser Verständnis für den Aufbau von Materie.
  3. Verhalten von Elementarteilchen wird bestimmt durch Erhaltungssätze und die Äquivalenz von Masse und Ruheenergie.
 Die Herangehensweise:

  • Ansprechende interaktive Ereignisanzeige (event display)
  • Original-Ereignisse von CMS
  • Analyse von Originaldaten basiert auf Urteilsvermögen und guten Fragen.
  • Betonen von: Wahrscheinlichkeit, Statistik, Signal/Untergrund
 N Schüler N≤30



Empfohlen wird eine maximale Teilnehmerzahl von 30 Schülern. Erfahrene Organisatoren arbeiten mitunter auch mit größeren Gruppen. 		N/2 PCs



Ein PC für zwei Schüler: Im Team können sie sich gegenseitig helfen und ihre Entscheidungen überprüfen. 		N/10 mentors or tutors



Für je zehn Schüler sollte ein Physiker als Tutor bereit stehen. Auch Lehrkräfte mit Masterclass-Erfahrung können helfen.

 



Das Werkzeug für die Messung: iSpy Ereignisanzeige
Erweiterte Version für International Masterclasses

https://www.i2u2.org/elab/cms/ispy-webgl


Anwendungsfall:
  • CMS Masterclass WZH Pfad. Die Schüler suchen Ereignisse mit zwei Leptonen (Z Kandidat) und Lepton plus Neutrino (W Kandidat) sowie Spuren des Higgs-Teilchens. Die Schüler ermitteln die Verhältnisse von W+ zu W- und e+ zu e-; sie erstellen ein Histogramm mit den Massen der 2-Lepton-Ereignisse und entdecken darin das Z-Boson und weitere Elementarteilchen

Datenauswertung:

Niedrige Bandbreite: Offline Ereignisanzeige (event display) und Datenzum Download.
 Vorläufer-Version

https://www.i2u2.org/elab/cms/event-display


Anwendungsfall:
  • CMS Masterclass J/Ψ Pfad. Schüler bewerten Ereignisse mit zwei Myonen anhand der Spurqualität. Sie erstellen ein Massenhistogramm, das den Untergrund eliminiert und erhalten ein Signal für das J/Ψ Meson.
  • CMS World Wide Data Day Messung. Die Schüler untersuchen Ereignisse mit zwei Myonen. Sie ermitteln die Richtung der Myonspuren und erstellen Winkelverteilungen. Sie gewinnen Einsicht in die Entstehung von Teilchenspuren m CMS Detektor.
  • Ersatz für die erweiterte Version bei technischen Störungen.

Datenauswertung:




Niedrige Bandbreite: Offline Version zum Download.