Per sette anni il
LEP ha funzionato come una “fabbrica” di particelle Z, dando ai fisici la
possibilità di imparare molto sulle interazioni elettrodeboli.
Le particelle Z prodotte nelle collisioni elettrone-positrone esistono solo per
un brevissimo istante prima di decadere in altre particelle
che vengono poi registrate dai rivelatori di particelle. Le diverse particelle lasciano
tracce caratteristiche, e possono quindi essere identificate. Stai per
partecipare ad alcune delle misure più importanti degli anni recenti, per
verificare il nostro modello dell’universo. Il primo esperimento è il più facile da
svolgere.
Analizzerai i dati raccolti con il rivelatore DELPHI. Se vuoi capire come funziona il rivelatore DELPHI, potrebbe esser utile "visitarlo ora". Ma le informazioni qui di seguito dovrebbero essere sufficienti per proseguire subito con i progetti.
L’immagine qui sotto mostra come i diversi tipi di particelle interagiscono con i diversi componenti del rivelatore. Tutte le particelle cariche lasciano tracce nelle camere traccianti, mentre le particelle neutre non ne lasciano. I fotoni, gli elettroni e i positroni perdono tutta la loro energia nel calorimetro elettromagnetico.
Le particelle che contengono quark, chiamate adroni,
perdono la loro energia nel calorimetro adronico. I muoni lasciano tracce nelle camere traccianti, perdono poca
energia nei calorimetri, e sono rivelate anche dalle camere per muoni, gli strati più esterni del rivelatore. I neutrini
non interagiscono con alcun componente del rivelatore
e sfuggono senza essere rivelati.
Come
strumento userai un programma, WIRED, per esaminare visivamente e mainpolare i decadimenti della Z che sono stati registrati
dal rivelatore DELPHI al LEP. WIRED è un programma per computer, sviluppato al CERN
nel linguaggio Java, che permette ai fisici di realizzare al calcolatore ricostruzioni tridimensionali
delle collisioni.
Ecco come appare un tipico evento di DELPHI in WIRED.
Muovi il mouse sui bottoni di WIRED per scoprire che cosa fanno.
Qui sotto ci sono esempi dei diversi decadimenti visibili della particella Z. Un evento di ogni tipo è un’animazione e gli altri sono eventi reali che puoi studiare usando WIRED. Guardali tutti. WIRED ti permette di allargare o restringere la vista dell’evento, di ruotarlo, e di accendere e spegnere i contorni dei diversi sottorivelatori.
Accendere e spegnere i contorni dei diversi sottorivelatori è uno strumento potente per identificare le particelle. Per esempio, puoi dire se un deposito di energia è nel calorimetro elettromagnetico o in quello adronico. Questo ti permette di identificare la particella che ha dato origine al deposito e ti aiuta a classificare l’evento. E’ una buona idea vedere i contorni di un solo rivelatore per volta poiché mostrandone molti contemporaneamente il gran numero di linee che si sovrappongono rende difficile interpretare l’evento.
Ricorda che il rivelatore DELPHI ha la struttura di un cilindro (“barrel”) chiuso a ciascuna estremità
da un “tappo” (“end-cap”).
