Deeltjes Fysica

Deeltjes Fysica
Het LHC project op CERN
Nikhef/UvA
1
De elementaire deeltjes
1e familie
2e familie
3e familie
e


e


u
c
t
d
s
b
Nikhef/UvA
2
De fundamentele interacties
?
W,Z0
Nikhef/UvA
g
g
3
Massa? Symmetrie breking  Higgs deeltje!
Geef “vacuüm” waarin wij
ons bevinden structuur!
V()
=0
stabiel
=v/2

instabiel
  massa’s W en Z deeltjes
 nieuw deeltje: de Higgs
Higgs
Nikhef/UvA
 massa’s andere deeltjes
4
Higgs fysica: botsingsmachines
Nikhef/UvA
5
Nikhef/UvA
6
Nikhef/UvA
7
De LHC botsingsmachine
Nikhef/UvA
8
Nikhef/UvA
9
Nikhef/UvA
10
Detectie geladen deeltjes

half geleider detectoren
(Si, Ga, Ge en diamant)

electron-gat
paren
ionisatie

gas gevulde detectoren
(Ar-CO2)
excitatie
scintillatie & fluorecentie
(plastics, kristallen)
Nikhef/UvA
11
Driftbuis als spoor detector

t
 signal
t
 signal


 time
 time
+3150 V
tijd meting  plaats meting
Nikhef/UvA
13
De driftkamer
Nikhef/UvA
14

Spoor reconstructie voorbeeld
Werk:
 meet tijd elke “hit”
 converteer tijd naar plaats
 fit spoor aan “driftcirkels”
Nikhef/UvA
15
Drifttijd spectrum
t0
Gemeten drifttijd  driftafstand:
 Absolute tijdreferentie: t0
 Correcties:
 “propagation” delay
 “time-of-flight”
 Relatie afstand-tijd: r-t
 drifttijd
Nikhef/UvA
16
Time-of-flight & propagation delay
MDT driftkamers
672=432 driftbuizen elk
tpropagation
scintillators
voor “trigger”
Nikhef/UvA
17
r-t calibratie: I
Aanname:
 uniform in r
(“integratie tijd spectrum”)
100%
75%
Integreer dit spektrum
50%





25%

100% punt  r=15.00 m
75% punt  r=11.25 mm
50% punt  r= 7.50 mm
25% punt  r= 3.75 mm
0% punt  r= 0.00 mm
0%
 tijd
r=0.00
r=3.75
r=7.50
Nikhef/UvA
r=11.25
r=15.00 mm
18
r-t calibratie: II
(“spoor aanpassing”)
tmax
rmax
 tijd

(t,r)
 afstand
Algoritme:
- veel sporen
- veel (t,r) paren
- levert verband t-r
Nikhef/UvA
19
Patroonherkenning

Nikhef/UvA
20
Spoor aanpassing
2-fit:  slim coordinatenstelsel


  X 0,Y 0    hits i X 2i ,hits i Y 2i 

i
i 
 parametrisatie rechte lijn
1

hits i  2
i
 hoek  en shift 

 afstand driftcirkel – rechte lijn
 komt nog!

(X0,Y0)

Nikhef/UvA
21
Nauwkeurigheid: resolutie
I.
Histogram hit-fit residuals
II.
(met desbetreffende hit in fit)

Histogram hit-fit residuals
(zonder desbetreffende hit in fit)

“te goed”
hit deel van fit
100
+100
residual (m)
“te slecht”
beperkte fit precisie
100
Nikhef/UvA
+100
residual (m)
22
De NIKHEF testopstelling
Nikhef/UvA
23
De toekomst: ppHX,
HZZ +ee+
Jouw promotie onderzoek?
Nikhef/UvA
24