 |
เมื่อเรามีข้อมูลโมเมนตัม พลังงาน และชนิดของอนุภาคทุกตัวแล้ว ที่เหลือก็เพียงแค่ย้อนกระบวนการสลายตัวกลับไปสู่อนุภาคที่เราต้องการ โดยใช้หลักการ 4-momentum ที่เราได้เรียนรู้ไปด้านบน
เนื่องจากกฏการอนุรักษ์โมเมนตัมและกฏการอนุรักษ์พลังงานจะต้องเป็นจริงในทุกกรณี ดังนั้นปรากฏการณ์ต่าง ๆ ของอนุภาคมูลฐานของเราไม่ว่าจะเพียงแค่การชนกันหรือการสลายตัวของอนุภาคก็จะต้องอนุรักษ์โมเมนตัมและพลังงานเช่นกัน
นั่นหมายความว่า ถ้าหากอนุภาค a ที่มี 4-momentum (at, ax, ay, az) สลายตัวเป็นอนุภาค b และอนุภาค c ซึ่งมี 4-momentum เป็น (bt, bx, by, bz) และ (ct, cx, cy, cz) ตามลำดับ ผลรวมของ 4-momentum ทั้งสองจะต้องเท่ากับ 4-momentum ของอนุภาค a นั่นคือ bt + ct = at bx + cx = ax by + cy = ay bz + cz = az
เช่น Z-boson สลายตัวให้ muon 2 ตัวโดยที่มี 4-momentum เป็น (113.97 , -14.54 , 21.24 , 111.02) และ (145.93 , 76.90 , -6.88 , 123.83) หน่วยเป็น GeV
ดังนั้น Z-boson ดั้งเดิมก็จะมี 4-momentum เป็น (113.97 + 145.93 , -14.54 + 76.90 , 21.24 - 6.88 , 111.02 + 123.83) = (259.90 , 62.36 , 14.36 , 234.85) โดยที่มวลของ Z-boson จะเท่ากับ sqrt(259.902- 62.362- 14.362- 234.852) = 91.09 GeV
โดยสำหรับ Higgs การสลายตัวแบบหนึ่งที่เป็นไปได้ก็คือสลายตัวไปเป็น photon 2 ตัว ดังนั้นการจะหา Higgs นั้น เราก็เพียงแค่หาเหตุการณ์ที่เกิด photon ขึ้นมา 2 ตัวและลองนำมารวมกันเพื่อหามวลดู
แต่ทว่า photon 2 ตัวนั้น ไม่ได้เกิดได้จากการสลายตัวของ Higgs ได้เพียงอย่างเดียวเท่านั้น แต่อาจจะเกิดจากปรากฏการณ์อื่นอีกมากมาย ดังนั้นสิ่งที่เราต้องทำก็คือพยายามคัดเหตุการณ์ชนิดอื่นซึ่งเรียกว่า background ออกไปให้หมด ทำการรวม photon 2 ตัวจากหลาย ๆ เหตุการณ์แล้วหาการกระจายตัวของมวล
ซึ่งก็จะได้เป็นดัง histogram ด้านบนหัวกระทู้นั่นเอง โดยที่แกนนอนคือมวลของผลรวม 2 photon และแกนตั้งคือปริมาณเหตุการณ์ที่ได้มวลในช่วงนั้น เส้นประที่มีแถบเหลืองก็คือผลการจำลอง background โดยไม่มี higgs จุดสีดำก็คือข้อมูลจริง
ซึ่งจะเห็นได้ว่าที่บริเวณ 125 GeV ข้อมูลจริงมีจำนวนเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างเห็นได้ชัด นั่นหมายความว่าตรงนั้นมีอนุภาคบางอย่างที่ไม่มีใน background ของเรา ซึ่งนำมาสู่การค้นพบอนุภาค boson ชนิดใหม่นั่นเอง
แก้ไขเมื่อ 30 ก.ค. 55 23:39:47
จากคุณ |
:
MoMelyz
|
เขียนเมื่อ |
:
30 ก.ค. 55 23:39:17
|
|
|
|
 |