Измерение J/Ψ на CMS
DE EN FR HE HU IT JP LT
NL PL PT RU SP TR ZH
Эта страница использует "старую" iSpy-online. Для iSpy-webgl, пожалуйста, обратитесь к CMS Masterclass документации.


Вам предстоит изучить распады, содержащие мюонные пары, и определить, какие события являются кандидатами на J/Ψ (очарованный -антиочарованный мезон), а затем построить гистограмму массовых расчетов для событий, которые проходят «ученический триггер.»


Объяснение

Распадаясь, частица J/Ψ, как правило, рождает пару мюонов. Посмотрите ВНИМАТЕЛЬНО на два снимка событий ниже. Есть ли в них свидетельства наличия мюонных пар (красные треки)? Если здесь кандидат на J/Ψ? Насколько уверенно можно об этом сказать? Вы уверены в своих выводах?
Событие должно пройти два теста, прежде чем оно сможет считаться кандидатом на J/Ψ. Вы будете использовать рейтинговую систему для оценки степени уверенности в своем выводе. Вы с партнером проанализируете 100 событий. Посоветовавшись с наставниками и учителями, Вы должны решить, какую оценку присвоить каждому из ваших решений. Вы будете заносить оценки в таблицу.

Тест 1: Противоположные заряды

Чтобы быть кандидатом на J/Ψ, событие должно иметь два мюонных трека противоположного электрического заряда.
  • Если два трека отклоняются в одном направлении внутри соленоида, (расположенного внутри Адронного калориметра), они имеют тот же знак и, следовательно, рождены не в результате распада J/Ψ. (Исходя из этого, каким должен быть заряд J/Ψ?)
Примечание: вид в плоскости х-у достоверно отображает заряд частицы, другие виды могут быть обманчивы.

Если событие не проходит «тест заряда», оно почти наверняка не относится к распаду J/Ψ: поставьте оценку "0" (смотри ниже).
Тест 2: Качество мюонного трека

Если 2 мюона проходят «тест заряда», проанализируйте вероятность J/Ψ, дав оценку каждому мюонному треку. Если треков больше двух, оцените два наиболее удачных с противоположным зарядом.
  • Каждый мюон показан как «глобальный мюонный» трек. (Примечание: Термины «трекерный мюон» и «внешний мюон» относятся к трекам мюона в различных частях CMS, а «глобальный мюон» – это трек, описывающий весь путь мюона, если он может быть точно воспроизведен.)
  • Каждый трек мюона показывает множественные измерения в Дрейфовых Трубках (DT), Камеры с резистивными пластинами (RPC), или Катодные Стриповые Камеры (CSC). Это все элементы мюонного детектора CMS, треки вне сверхпроводящего магнита рассчитываются на основе сигналов в этих системах.
  • Трек не связан напрямую со струёй частиц (который выглядит на дисплее событий как конус).
Обратите внимание, что вам нужно будет управлять дисплеем, добавляя или исключая отдельные компоненты, например CSC-измерения, чтобы наилучшим образом проанализировать мюонные треки. Отройте окно iSpyOnline достаточно широко, чтобы видеть кнопки на левой панели.


Элементы события-кандидата на J/Ψ


ПРЕЖДЕ ЧЕМ НАЧАТЬ

Если Вы не знакомы с iSpy-online, пройдите на страницу «Введение» или попросите Вашего учителя/наставника помочь Вам.


Оцените события-кандидаты в распады J/Ψ

Используйте принципы, описанные выше, чтобы дать оценку событиям. Будьте последовательны и аккуратны. Дайте оценку кандидата J/Ψ по шкале от 0 до 3, на основании изучения мюонов на дисплее событий:
0 - – Без шансов
1 - – Так себе
2 - – Пойдёт
3 - – Отлично
Занесите оценку каждого события в Таблицу данных. Расчет массы (выполнение второй части мастер-класса) станет возможным после только после оценки мюонов.

Если Вам достались необычные или сложные для оценки события, посоветуйтесь с другими студентами, преподавателями и наставниками, чтобы сделать наиболее точный и последовательный анализ.

Общая проверка достоверности

Подсчитайте, сколько событий в Вашем наборе получили одинаковые оценки. Сравните результат с другими группами. Если цифры значительно отличаются, обсудите ваши критерии оценки и посмотрите, не надо сделать корректировку оценок.

Больше данных

Если вы закончите обработку всех 100 событий, начните работу с новым набором. Предпочтительнее выбрать набор, который еще никто не обрабатывал. В вашем распоряжении есть 2000 событий, и чем больше событий Вы сможете проанализировать, тем лучше будут Ваши итоговые результаты.


Результаты

Вся группа выполняет эту часть мастер-класса CMS под руководством наставника.
  1. Решите, какие оценки включить в график распределения по инвариантной массе, например: только события, получившие оценку «3», или события, получившие оценку 2 или 3, и т.д.
  2. Используйте Таблицу данных для получения данных о массах, рассчитанных для выбранных событий.
  3. Постройте график масс отобранных кандидатов в виде гистограммы.
  4. Если это возможно, пересмотрите решения, принятые до построения гистограммы, чтобы понять, можно ли улучшить график масс.
  5. Сохраните график масс для частицы J/Ψ.
  6. Обсудите интерпретацию итогового результата, а также вклад каждой группы.