dissabte, 10 de maig de 2008

Masterclass: hands on particle physics (III): la detecció

En els anterors esctits sobre la Masterclass (I i II) vaig intentar explicar primer de tot en què consistia l'LHC i posteriorment a grans trets com funcionaven alguns detectors de partícules.

Quan ja es té el detector i l'accelerador el que cal és saber interpretar els resultats i que a vegades pot ser la part més complicada.

Primer de tot escriuré de l'experiment DELPHI. Aquest experiment es va instal·lar al LEP un col·lisionador d'electrons-positrons ubicat on ara s'ha construït l'LHC. El LEP va estar actiu i donant resultats durant 11 anys (des de 1989 fins el 2000).

Inicialment al LEP es van obtenir bosons Z, uns dels encarregats de la interacció dèbil. No va ser fins anys més tard quan se'n va duplicar l'energia de treball que es van obtenir els W. Els W no s'havien produït a la mateixa energia que el Z perquè necessitaven "apareixer" aparellats per qüestions de càrrega.

Per treballar amb les dades que aporta el DELPHI es va fer ús d'un programa (WIRED). Amb aquest programa es poden visualitzar els diferents esdeveniments que detecta el DELPHI. En el nostre cas ens vam centrar en el cas de la desintegració del bosó Z.

El que se sap d'aquesta desintegració és que es pot desintegrar en diferents coses:
  1. un parell electró positró.

  2. un parell muó antimuó.

  3. en hadrons.

  4. netrins

  5. un parell tau antitau que es poden desintegrar un positró i un parell de neutrins, un muó i un altre parell de neutrins o una parella de quarks i un neutrí.

Per detectar-los cal recordar que els electrons i positron deixen senyal al calorímetre electromagnètic, els muons es detecten a la cambra de muons a part de deixar energia en els calorímetres i els hadrons deixaran feixos de partícules al calorímetre hadrònic. Els neutins, com sempre, no els podrem detectar i només sabrem que hi han sigut presents en el valanç final d'energia.

Si es vol posar en pràctica tot això no resulta fàcil ja que pocs són els qui tenen un accelerador de partícules que agafi els 90 GeV. Però per sort hi ha uns quants esdeveniments a l'abast de tothom.

Podem agafar un dels paquets de 100 esdeveniments qualsevols i començar a treballar-hi.

Per exemple:

En aquesta primera captura de pantalla es poden veure uns feios de trajectòries (jets) de diferents hadrons que ha detectat el detector d'hadrons.

En aquesta segona captura es pot veure clarament que les traces s'acaben al detector de muons.

En aquesta última captura hi ha 4 partícules i si ho mirem bé podem veure a la part de dalt que s'han detectat tan sols 41 GeV. Les partícules detectades són muons. Això ens porta a pensar que el bosó Z ha decaigut en partícules tau que a la seva vegada han donat lloc a muons. El dèficit d'energia és senyal de neutrins que s'escapen sense ser detectats.

Finalment, després d'aquest exercici ens vam reunir a la sala d'actes i vam posar els resultat en comú amb altres centres d'Europa. Per acabar vam fer un petit quiz per comprovar que havíem après alguna cosa. Hi havia premi pels guanyadors.

Sorprenentment hi va haver un empat a 9 de 10 preguntes encertades entre 4 parelles de Barcelona. I les preguntes de desempat van servir de poc ja que també havien respost el mateix. Els guanyadors es van endur el documental Les catedrals de la ciència. Suposo que algú de vosaltres esperava llegir-ho. Sí, el meu grup va ser un dels 4 guanyadors.

PS: La pregunta que vam fallar tenia relació amb el pes del CMS: quantes vegades més era més pesant que la Torre Eiffel? Vam respondre 2 quan la resposta correcta era 1. La del desempat demanava el nombre de científics del CERN, la nostra resposta va ser 9.000.

Per acabar, si hi ha algú que estigui interessant en el tema anuncio que el dia 21 de maig a les 18:30, un dia abans del Beers&Blogs&Ciència a què no podré anar per culpa de l'acte de comiat de l'institut, hi ha una xerrada al CosmoCaixa sobre l'LHC que comptarà amb la presència dels professors Howard Georgi de Hardvard i Peter Jenni del CERN i director del Projecte ATLAS. El més possible és que el dia 21 sí que vagi a Barcelona ja que de moment no em coincideix amb cap altra cosa.

8 comentaris:

omalaled ha dit...

Xaval, ets un crack :-)

El que no m'ha agradat son aquestes preguntes de "quant pesa" o "quantes persones". Això no té res a veure amb les pertícules, que sí és l'important, no trobes?

Salut!

Alasanid ha dit...

A mi tampoc em van agradar massa, però suposo que eren per no fer-ho massa difícil. Clar que n'hi havia una que encara hi tenia menys a veure ja que preguntava una cosa sobre el llibre Àngels i dimonis de Dan Brown.

L'única que realment em va ser pensar era una que deia quins detectors l'havien detectada i havies de dir de què es tractava.

Dan ha dit...

Ja ho crec que ets un crak!

Anònim ha dit...

Booones! jejej
re k buskan informacio sobre "3 sombreros d copa" i e anat a para aki.. i no me pugut esta de regirarte el blog... interesan :) jejej
nore dixava penjada ya k te agafat algunes idees sobre el llibre 8-)
un petoneeet!

Alasanid ha dit...

Dan: Gràcies ^^

Anònima?: espero que hagis gaudit de la visita. Si et llegeixes el llibro espero que t'agradi.

Anònim ha dit...

Anònima anònima... jejej
merci!

robsup2007 ha dit...

Hola JOan.
Enhorabona per estar entre el grup dels 4 guanyadors!!.
Tot això dels detectors de partícules el trobo molt sorprenent però la veritat que ho veig massa complicat d'entendre bé.
Tal i com descrius el seu funcionament és tan complexe que s'han de donar moltes voltes per arribar a entendre-ho.
Al mateix temps però resulta fascinant, ja que tot allò que sigui més complica es fa a la pràctica més interessant perque obliga a esforçar-se en la seva comprensió.
Un salut

Robert

Alasanid ha dit...

Sí, realment s'hi ha de tenir molta pràctica per saber interpretar els resultats, moltes vegades pot semblar tot igual.

I sí, interpretar aquests resultats a la llarga també pot esdevenir monòton però estic segur que la monotonia arriba després que si enlloc d'això es fa una feina més simple i sense necessitat de raonament.