CMS Masterclass - מבוא
DE EN FR HE HU IT JP
NL PL PT RU SP TR ZH
כיתת אמן CMS מציעה לתלמידות ולתלמידים הזדמנות להפוך ליום אחד לפיזיקאים של חלקיקי יסוד, כאשר הם מנתחים נתוני אמת מניסוי ה-Compact Muon Solenoid (CMS) במאיץ ה-Large Hadron Collider (LHC) ב-CERN. בהמשך נתאר כיצד כיתת האמן "עובדת" ובאלו כלים נעשה שימוש.

תובנות לטווח ארוך

פילוסופיה

המלצות לכיתת אמן CMS מוצלחת
התלמידים אמורים לזכור זמן רב אחרי כיתת האמן:
  1. בפיזיקה של חלקיקי היסוד מצדיקים טענות לפעמים בעזרת ראיות שאינן ישירות.
  2. המודל הסטנדרטי מהווה את המסגרת העיונית להבנת תכונות החומר.
  3. התנהגותם של חלקיקים נשלטת ע"י חוקי שימור וע"י המרות בין מסה ואנרגיה.
 דרכי הפעולה שלנו:

  • תצוגות אינטראקטיביות, מעוררות עניין
  • מאורעות אמתיים מגלאי ה-CMS
  • הניתוח של נתוני אמת דורש יכולת שיפוט יחד עם יכולת לשאול שאלות טובות.
  • שימת דגש על הסתברות, סטטיסטיקה, הפרדת אות מרקע.
 N תלמידים (N≤30)



המספר האופטימלי של תלמידים בכיתה הוא 30 או פחות. אפשר לעבוד עם קבוצות גדולות יותר, אך עשו זאת בזהירות. 		N/2 מחשבים



שני תלמידים ליד כל מחשב: הם יעזרו זה לזה ויבדקו את קבלת ההחלטות אחד של השני. 		N/10 מורים או מנחים



פיזיקאי אחד על כל 10 תלמידים לפחות. במקרים מסוימים, מורה בעל ידע בתחום יוכל לשפר את היחס מנחים\תלמידים.

 



כלי המדידה הראשי: תצוגת המאורעות iSpy
גרסה מתקדמת עובר כיתות אמן בינלאומיות

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


לשימוש במקרה הבא::
  • מסלול ה-WZH בכיתת האמן CMS.. התלמידים מחפשים מאורעות דו-לפטוניים (מועמד ל-Z) וחד-לפטוניים שמלווים בהיווצרות נויטרינו (מועמד ל-W). כמו כן, יחפשו סימנים של בוזון ההיגס. התלמידים ימדדו את היחס בין W+ לבין –W ובין e+ לבין e-. הם יפיקו תרשים מסה עבור שני לפטונים על מנת למצוא את בוזון ה-Z או כל חלקיק אחר שיתגלה.

ניתוח נתונים:

רוחב פס קטן: הורידו תצוגת מאורעות מקומית ונתונים.
 גרסה יציבה

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


לשימוש במקרים הבאים:
  • מסלול ה-J/Ψ בכיתת אמן CMS.. התלמידים ימיינו מאורעות עם שני מיואונים ע"פ איכות העקבות, במטרה להפיק תרשים מסה שמדכא מאורעות רקע בצורה אופטימלית, אך משמר את האות שמראה את מסת ה-J/Ψ.
  • מדידת CMS World Wide Data Day. התלמידים ימדדו את כיווני עקבות המיואונים במאורעות עם שני מיואונים, במטרה להפיק התפלגויות זוויתיות של עקבות מיואונים. הם ישתמשו במדידות על מנת לפרש עקבות חלקיקים ב-CMS וב-LHC.
  • גיבוי לגרסה המתקדמת במקרה של בעיות טכניות.

ניתוח נתונים:
  • מקוון או בעזרת גיליונות עבודה מקומיים (ע"פ בקשה)




רוחב פס קטן: הורידו גרסה מקומית.