introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · què)farem)avui?) •...
TRANSCRIPT
![Page 1: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/1.jpg)
Introducció a l’exercici amb ordinador
MasterClass 2015
Vicente J Rives Molina, Carla Marín Benito
![Page 2: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/2.jpg)
Què farem avui? • Treballar com un cien?fic del CERN per un dia! • Aprendre què és el bosó Z i la seva naturalesa. • Mesurar les seves propietats. • UMlitzar un programa para visualitzar el nostre treball. • Contactar, comparMr i combinar els nostres resultats amb altres universitats d’altres països.
2
![Page 3: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/3.jpg)
Què és el bosó Z? • Juntament amb el bosó W, és un dels portadors de la força
dèbil.
• Propietats: • Temps de vida molt curt: només 3·∙10-‐24 s! • Massa força gran: al voltant de 90 GeV.
• No el podem ‘veure’ directament, només a través dels seus productes de desintegració: • El bosó Z és neutre es desintegra en un parell par?cula-‐
anMpar?cula.
• A l’exercici veurem dos Mpus de desintegració: • Z electró – positró • Z muó – anMmuó
→
→→
3
![Page 4: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/4.jpg)
ATLAS
4
![Page 5: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/5.jpg)
Què passa ?sicament?
Els protons, al 99.999999% de la velocitat de la llum, xoquen al centre dels detectors.
5
Hi ha molta energia, que dóna lloc a l’aparició de moltes par?cules: • Algunes les veiem: muons, electrons, etc.
• Altres no: Z, Higgs, etc.
![Page 6: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/6.jpg)
Algunes par?cules decauen en altres. I cada procés té una probabilitat associada. Les noves par?cules poden ser estables o tornar a decaure.
6
A parMr dels productes finals podem reconstruir el que ha passat des del principi. Així és com trobarem el nostre bosó Z!
Què passa ?sicament?
![Page 7: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/7.jpg)
Com veiem les par?cules amb el nostre detector?
7
![Page 8: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/8.jpg)
Com treballarem?
UMlitzarem sogware del CERN, un programa anomenat HYPATIA.
• Veurem les senyals que deixen les par?cules. • Per cada par?cula Mndrem la seva informació. • DisMngirem entre:
• Senyal: el que busquem, hem trobat un bosó Z. • Soroll (background): tot allò que creiem que no conté un bosó Z.
Atenció!! En el background pot haver coses interessants! Els descobriments apareixen en els llocs en els que no sabem que hi ha coses!!
8
![Page 9: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/9.jpg)
Què veurem?
Visualització de l’esdeveniment
Informació de les par?cules
Opcions de visualització
Càlcul de la massa
9
![Page 10: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/10.jpg)
Visualitzador de l’esdeveniment
Cambra de muons
Calorímetre hadrònic
Calorímetre electrònic
Cambra de traces
10
![Page 11: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/11.jpg)
Electrons (-‐) i positrons (+) Estan carregats deixen senyal a la cambra de traces. Deixen molta energia al calorímetre. Quant més gran sigui la columna groga, més energia té.
→
11
![Page 12: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/12.jpg)
Muons (-‐) i anMmuons (+) Estan carregats deixen senyal a la cambra de traces. Deixen poca energia al calorímetre electrònic. Deixen senyal a la cambra de muons.
→
12
![Page 13: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/13.jpg)
Neutrins No estan carregats no deixen senyal a la cambra de traces. No els veiem, però sabem que h i són perquè falta molta energia (missing ET). N o m é s p o d e m o b s e r v a r -‐ l o s indirectament aplicant conservació d’energia i moment.
→
13
![Page 14: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/14.jpg)
Fotons
No estan carregats no deixen senyal a la cambra de traces. Deixen molta energia al calorímetre electrònic.
→
14
![Page 15: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/15.jpg)
Perquè hem parlat de fotons? Avui, a més de buscar bosons Z, si anem amb molta cura, també podrem trobar ... el Higgs!
15
El Higgs pot decaure de moltes maneres. Avui ens centrarem en:
• Quatre leptons. • Dos fotons.
![Page 16: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/16.jpg)
Com treballarem?
16
• Treballarem per parelles. • Cada parella Mndrà assignada una
lletra (A-‐T). • Anal i tzareu les dades que
corresponen a cada lletra:
• 50 esdeveniments per grup. • No cal fer-‐los tots, més val
qualitat que quanMtat J
![Page 17: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/17.jpg)
Passos que seguirem
17
• Anirem esdeveniment a esdeveniment buscant el bosó Z i el Higgs.
• Veurem els Mpus de decaïments següents:
• Z electró + positró • Z muó + anMmuó • H fotó + fotó
• Guardarem els esdeveniments que ens semblin interessants: • Aquells on creiem haver trobat un bosó Z o H. • Aquells on sembla haver alguna cosa encara que no sigui
un bosó Z o H.
• No os preocupeu si no enteneu alguna cosa, pregunteu!
→→→
![Page 18: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/18.jpg)
Baixar les dades hxp://cernmasterclass.uio.no/datasets/
Cada grup es baixa les dades corresponents a la seva lletra i les guarda a l’escriptori (no cal descomprimir-‐les).
18
![Page 19: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/19.jpg)
Carregar les dades Anem al escriptori i fem doble clic al icone “HypaMa”. Un cop dins, fem: File Read Event Locally i seleccionem l’arxiu descarregat. →
19
![Page 20: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/20.jpg)
Seleccionar les dades Si creiem que hem trobat un bosó Z, seleccionem les traces i indiquem de quin Mpus són. El programa calcularà la massa invariant.
1 -‐ Seleccionem la traça
2 – Indiquem el Mpus
3 – Apareix la traça a la finestra de masses invariants
20
![Page 21: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/21.jpg)
1 -‐ Seleccionem el fotó
2 – Indiquem el Mpus
3 – Apareix el fotó a la finestra de masses invariants
21
Seleccionar les dades Els fotos els trobarem a la pestanya: Physics Objects i els seleccionem de la mateixa manera.
![Page 22: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/22.jpg)
Enviar les dades A les 3.30 pm haurem acabat l’exercici i enviarem les dades al CERN via web (explicarem com fer-‐ho al moment). Entre les 3.30 pm i les 4pm posarem totes les nostres dades juntes i les comentarem. A les 4 pm començarà la videoconferència amb el CERN: necessitarem un voluntari per explicar els nostres resultats als altres insMtuts!!
22
![Page 23: Introduccióa l’exercici+amb+ ordinador+ · Què)farem)avui?) • Treballar)com)un)cien?fic)del)CERN)per)un)dia!) • Aprendrequèés)el)bosó) Z)i)lasevanaturalesa.) • Mesurar)les)seves)propietats.)](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042318/5f0788cb7e708231d41d75cf/html5/thumbnails/23.jpg)
A TREBALLAR!!
23