CMS J/Ψ Meting
DE EN FR HE HU IT JP LT
NL PL PT RU SP TR ZH
Deze pagina gebruikt de "oude" iSpy-online. Voor het gebruik van iSpy-webgl, gelieve de CMS Masterclass documentatie te volgen.


Hier bestudeer je het verval dat bestaat uit muon-paren om te bepalen welke events J/Ψ (charm-anticharm mesonen) waren en daarna creeer je een histogram voor de berekende massa van de events die door jullie (de zogenaamde "studenten trigger.") geselecteerd werden.


Achtergrond

Een J/Ψ deeltje vervalt meestal naar een muon-paar. Onderzoek NAUWGEZET de twee events hieronder. Kan je staven (met bewijzen) dat er muon-paren (rode tracks (sporen)) in beide events? Zijn ze beiden een J/Ψ kandidaat event? Is de bewijslast eerder zwak of redelijk sterk? Hoe overtuigd ben jij zelf van je conclusies?
Een event moet tweemaal voor een test slagen alvorens we het als een J/Ψ kandidaat kunnen beschouwen. Gebruik een puntensysteem om bij te houden hoe overtuigd jij zelf bent in je conclusie. Je partner en jij zullen 100 events bestuderen. Het is nu aan jullie, de studenten, om in samenwerking met je leerkrachten en begeleiders een puntensysteem uit te werken, gebaseerd op verschillende criteria en eigenschappen van de events. Je houdt je puntensysteem best bij in een werkblad (bijvoorbeeld excel).

Test 1: Tegengestelde lading

Een event moet twee muon tracks (spoor van het muon doorheen de detector) met tegengestelde lading hebben om van een J/Ψ deeltje afkomstig te zijn.
  • Als de twee tracks in dezelfde richting afgebogen worden door het solenoidale magneet (die zich net binnen HCAL Outer bevindt), dan heeft hun respectievelijke lading hetzelfde teken, en kunnen ze niet van een J/Ψ verval afkomstig zijn. (Wat is de lading van het J/Ψ deeltje?)
Merk op dat het x-y (end) gezichtspunt (waarbij de veldlijnen van het magneetveld loodrecht op dit vlak staan) het meest betrouwbaar is om de lading van deeltjes te bepalen. Andere gezichtspunten kunnen bedrieglijk zijn.

Als het event faalt voor de ladingstest, dan is het meer dan waarschijnlijk iets anders dan een J/Ψ deeltje. Geef het een 0 in je puntensysteem.
Test 2: De kwaliteit van de Muon track

Als de twee muons de ladingstest doorstaan hebben, beoordeel dan de waarschijnlijkheid dat het event een J/Ψ deeltje is door de muon track te bestuderen. Als er meer dan twee muon tracks zijn, beoordeel dan de beste twee tracks die een tegengestelde lading hebben.
  • Heeft het muon een "global muon" track. (Merk op dat een "tracker muon" en "stand-alone muon" verwijzen naar het spoor van een muon in verschillende onderdelen van de CMS detector, terwijl een "global muon", als het gereconstreerd kan worden, een track is dat is het spoor van het muon doorheen heel de detector beschrijft.)
  • Heeft het muon meerdere hits veroorzaakt in de Drift Tubes (DT), Resistive Plate Chambers (RPC), of Cathode Strip Chambers (CSC). Dit zijn verschillende muon detectie systemen, en maken deel uit van de CMS muon detector, en bepalen het spoor van de muonen aan de buitenkant van de supergeleidende magneet. De muon tracks worden berekend aan de hand van signalen in deze detectie systemen.
  • Kan de track gelinkt worden met een straal van deeltjes, een zogenaamde "particle jet", (een kegelvormig object in het event display).
Merk op dat je het display zal moeten aanpassen en bijvoorbeeld componenten zals de CSC hits zichtbaar zult moeten maken om de kwaliteit van de muon tracks te bestuderen. Maak zeker het iSpy Online venster groot genoeg zodat je de knoppen aan de linkerzijde kan zien.


Onderdelen van een kandidaat J/Ψ deeltje


Alvorens je begint

Als je nog niet vertrouwd bent met het iSpy Online, event display, gad an naar de Introduction of vraag het aan je begeleider of leerkracht.


Geef punten aan de J/Ψ kandidaten

Gebruik de leidraad hierboven om de events te quoteren. Pas toe wat je geleerd hebt en wees zo consistent en streng mogelijk De quotering van de J/Ψ kandidaat op een 0-3 schaal is gebaseerd op jouw studie van de muonen in het event display: 0 – ONMOGELIJK 1 – ZWAK 2 – REDELIJK 3 – GOED Vul de punten voor elk event in in de Data Spreadsheet. De berekening van de massa—het tweede gedeelte van de masterclass oefening—is enkel mogelijk in de spreadsheet als punten toegekend zijn aan beide muonen.

Raadpleeg je medestudenten, leerkrachten en begeleiders in het geval dat het event moeilijk te quoteren is en probeer zo consistent mogelijk te zijn in het geven van punten aan een event.

Algemene Consistentie Check

Tel hoeveel events je hebt voor elke rating. Vergelijk dit met de andere groepen. Als de aantallen erg verschillen, bediscussieer dan de criteria die je gebruikt en bekijk of er iemand zijn of haar criteria moet aanpassen.

Meer Gegevens

Als je klaar bent met het analyzeren van al jouw 100 events, start dan met een nieuwe set gegevens, bij voorkeur een set waar nog niemand aan begonnen is. Er zijn 2000 events en hoe meer je er analyzeert, hoe beter je resultaten zullen zijn.


Results

De hele groep doet dit gedeelte van de CMS Masterclass onder begeleiding van de algemeen begeleider.
  1. Bepaal welke quotering de events moeten krijgen om te gebruiken in de plot (histogram) van de massa. Bij voorbeeld enkel events met 3 punten of events met 2 of 3 punten, enzovoort.
  2. Gebruik de Data Spreadsheet om de massa’s vande geselecteerde events op te halen.
  3. Plot de massa’s van de geselecteerde kandidaten in een histogram.
  4. Indien practisch, herbekijk de beslissingen die je gemaakt hebt voordat je het histogram gecreeerd hebt, om te zien of de massa plot verbeterd kan worden.
  5. Sla de beste massa plot voor het J/Ψ deeltje op.
  6. Bediscussieer de interpretatie van het totale reusltaat, zowel als de bijdrage van elke groep.