CMS J/Ψ Ölçümü
DE EN FR HE HU IT JP LT
NL PL PT RU SP TR ZH
Bu sayfa eski iSpy-Online'ı kullanmaktadır. iSpy-webgl için CMS Masterclass Documentation sayfasını ziyaret ediniz.


Bu çalışmada J/Ψ (tılsım-antitılsım mezonu) adaylarına karar verebilmek için muon çifti içeren bozunumları inceleyecek ve “sizlerin kıstaslarını” sağlayan bu olayların kütle hesabını yapıp bir histogram oluşturacaksınız.


Arkaalan

Bir J/Ψ parçacığı bozunduğunda genelde bir muon-anti muon çifti oluşturur. Aşağıdaki olaylara dikkatlice bakın. Sizce bunlardan herhangi birinde ya da ikisinde de muon çiftine (kırmız izler) dair bir kanıt var mı? Bu olaylardan herhangi biri bir J/Ψ adayı olabilir mi? Bu kanıt sizce zayıf bir kanıt mı, yoksa güçlü bir kanıt mı? Vardığınız sonuca güveniyor musunuz?
Bir olayın J/Ψ adayı olabilmesi için iki sınamayı geçmesi gerekir. Vardığınız sonucun ne kadar güvenilir olduğunun kaydını tutmak için ağırlıklı derecelendirme sistemi kullanacaksınız. Arkadaşınız ile birlikte 100 tane olayı inceleyeceksiniz. Vereceğiniz ağırlık değerine karar vermek için öğretmenlerinize veya eğitmenlerinize danışmak tamamen size kalmış. Verdiğiniz ağırlıkları bir çizelgeye (spreadsheet) kaydedeceksiniz.

Sınama 1: Zıt elektrik yüklerinin

Bir olayın J/Ψ adayı olabilmesi için olayda zıt elektrik yüklü iki tane muon izinin olması gerekmektedir.
  • Eğer iki iz de solenoid mıknatısın içinde (Dış HCAL’ın hemen içine yerleştirilimiş olan) aynı yönde bükülmüşse bu iki muonun elektrik yükü aynıdır ve bir J/Ψ bozunumundan meydana gelmiş olamazlar. (Buna dayanarak J/Ψ parçacığını yükü ne olmalıdır?)
Not: x-y düzlemi görüntüsü parçacıkların yüklerini güvenilir bir şekilde belli eder. Diğer açılardan bakmak bazen yanıltıcı olabilir.

Eğer olay bu yük sınamasını geçemiyorsa çok büyük bir ihtimalle J/Ψ bozunumu dışında bir bozunumdan meydana gelmiştir. O yüzden bu olaya değer olarak doğrudan “0” verin.
Sınama 2: Muon izi kalitesi

Eğer muon çifti “yük sınamasını” geçiyorsa J/Ψ adayı olma ihtimaline izlere bakarak değer verin. Eğer ikiden fazla muon varsa, en iyi iki zıt yüklü muon çiftine bakarak değer verin.
  • Burada her bir muon “genel muon” (global muon) izi olarak sınıflandırılır. (Not: “iz sürücü muonu” ve “tek başına muon” CMS’in farklı kısımlarınca algılanıp izi oluşturulmuş muonlara tekabül eder. “Genel muon” ise muonun izlediği bütün yol boyunca izi sürülebilmiş muondur, tabii doğru bir şekilde oluşturulabilmişse.)
  • Her bir muon Sürüklenme Tüpleri (Drift Tubes-DT), Dirençli Levha Bölmeleri (Resistive Plate Chambers - RPC) ya da Katot Şeritli Bölmeler’de (Cathode Strip Chambers-CSC) işaret bırakır. Bu kısımlar CMS Muon detektörünün parçalarıdır ve süperiletken mıknatısın dışında kalan izler bu sistemlerdeki sinyaller yardımıyla oluşturulur.
  • Muon izleri parçacık jeti (olay görüntüsünde koni gibi gözüken şey) ile pek alakalı değil.
Unutmadan, muon izlerini daha iyi irdeleyebilmek için olay görüntüsü ekranındaki CSC isabetleri gibi bileşenleri açıp kapatmanız gerekebilir. O yüzden iSpy Online penceresini, paneldeki düğmeleri görebileceğiniz kadar geniş açtığınızdan emin olun.


Bir J/Ψ adayının Bileşenleri


Başlamadan Önce

Eğer iSpy Online programına aşina değilseniz, Giriş sayfasını inceleyin ya da eğitmeninizden yardım isteyin.


J/Ψ Adaylarını Değerlendirme

Adaylara değeler verirken yukarıdaki açıklamaları kullanın. Öğrendiklerinizi elinizden geldiğince tutarlı ve titiz bir şekilde uygulamaya çalışın. Bir J/Ψ adayının değeri, olay görüntüsünde muonlarla yaptığınız çalışmaya göre 0 ve 3 arasında bir değer olmalıdır:
0 - Kesinlikle Olamaz
1 - Zayıf
2 - Vasat
3 - İyi
Her olay için uygun bulduğunuz bu değeri Çizelgedeki uygun sütuna yazın. Kütle hesabı – masterclass alıştırmasının ikinci kısmı – sadece değer verdiğiniz olaylar için otomatik olarak hesaplanıyor olacak. Değer vermekte güçlük yaşadığınız olaylar için arkadaşlarınızdan ya da eğitmenlerinizden yardım alabilirsiniz.

Genel Bir Sağlama

Veri listenizdeki kaç olaya değer verdiğinizi sayın. Bu sayıyı diğer grupların sayıları ile karşılaştırın. Eğer arada çok fark varsa değerlendirme kıstaslarınızı tekrar gözden geçirin.

Daha Fazla Veri

Eğer 100 olayın hepsini de bitirdiyseniz, kimsenin yapmadığı başka bir very kümesini değerlendirmeye başlayabilirsiniz. Toplamda 2000 olaylık bir very listesi var. Ne kadar çok olay değerlendirirseniz sonuç o kadar iyi olur.


Sonuçlar

Bu kısım tüm gruplar tarafından CMS Masterclass eğitmenleri ile birlikte yapılmalı.
  1. Kütle grafiğinde yer alacak değerlere kara verin. “Sadece 3 alan olaylar” ya da “2 veya 3 alan olaylar” gibi.
  2. Hesaplanan kütle değerlerini aktarmak için doldurduğunuz Çizelgeyi kullanın.
  3. Seçilen olayların bir histogramını çizdirin.
  4. Eğer mümkünse değerlendirme kıstaslarınızı tekrar gözden geçirin ve kütle grafiğinde bir iyileşme olup olmadığında bakın.
  5. J/Ψ parçacığı için elde etmiş olduğunuz iyi kütle grafiğini kaydedin.
  6. Toplu olarak elde ettiğiniz bu grafiğin anlamını ve grupların bu sonuca olan katkılarını tartışın.