Bir kere, parçacıkların elektrik yükü taşıyıp taşımadıkları, iz saptama katmanında iz bırakıp bırakmamalarından anlaşılıyor. Öte yandan, yüklü bir parçacığın patikası; dedektörün içindeki elektromıknatısın oluşturduğu alanın etki ettirdiği manyetik kuvvetin hareket doğrultusuna dik yönde olması nedeniyle kıvrılıyor. Hem de; eğer artı yüklü bir parçacığın patikası, örneğin saat yönünde kıvrılmışsa, eksi yüklü parçacığınki ters yönde kıvrılıyor. Bu durum dedektörün, ekseni doğrultusunda bakıldığında görülen dairesel kesitinde, zıt yüklü parçacıkların zıt yönlerde hareket etmeleri şeklinde görünüyor. Dolayısıyla, parçacıkların sadece yüklerinin var olup olmadığı değil, varsa bu yükün işareti de belirlenebiliyor. Ayrıca, yükü bilinen bir parçacığın, üzerindeki merkezkaç (mv2/r) ve manyetik kuvvetlerin (qvc/B) eşit olması gerektiğinden; patikasının eğrilik yarıçapından hareketle, momentumunu (p=mv) hesaplamak (p=qrc/B) da mümkün. Bu, şu anlama geliyor: Enerjisi de (E=p2/2m) ölçülebilirse eğer, kütlesi de (m=p2/2E) hesaplanabilecek. Halbuki parçacıkların enerjileri zaten, kalorimetrelerde yol açtıkları iyonlaşmalardan hesaplanmış durumda. Dolayısıyla yüklü parçacıkların kütleleri ve kimlikleri belirlenebiliyor. Son olarak; iz saptama katmanındaki patikalarına bakılarak, hangi yönde hareket ettikleri ve nereden gelip nereye gittikleri anlaşılabilir. Ki bu veri; hem söz konusu parçacığın hangi birincil parçacığın bozunmasıyla ortaya çıktığına, oldukça isabetli bir şekilde işaret eder; hem de parçacığın taşıdığı vektörel momentumun, momentumun korunumu ilkesinde kullanılmasını mümkün kılar. Enerji veya momentumun korunmaması hali, dedektörde saptanamayan bir veya daha fazla sayıda nötrinonun salınmış olduğuna işaret eder.

Yüksüz parçacıkların ise; iz saptama katmanında patika oluşturmadıklarından, hareket yönleri saptanamamakla beraber; hangi kalorimetrede durdurulmuş olduklarından hareketle türlerinin, o kalorimetrede bırakmış oldukları enerji miktarından hareketle de taşıdıkları enerjinin belirlenmesi mümkün olabiliyor.
Örneğin yandaki şekilde, bir dedektör kesiti var ve bu kesitin değişik katmanlarında hangi tür parçacıkların gözleneceği gösterilmiş. Elektromanyetik kalorimetrede yalnızca; elektron, pozitron ve foton durdurulabiliyor. Fakat, bunlardan ilk ikisinin patikaları iz saptama katmanından itibaren belirlenebilirken, foton bu ilk katmanda iz bırakmıyor.

http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...ktorkesiti.jpg

Nötron, proton, mezon gibi hadronlar, ancak bir sonraki hadron kalorimetresinde durdurulabiliyor. Yüklü olan protonlarla mezonlar, iz saptama katmanından itibaren iz bırakırlarken, yüksüz olan nötron bu katmanda iz bırakmıyor. Elektrik yükü taşıyan ve genellikle çok yüksek enerjiyle doğan muon ise, baştan itibaren iz bırakarak, kendi adıyla anılan en dış katmana kadar ulaşıyor.





http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...b83anahtar.jpg
Şimdi, örnek bazı patika kümelerine bakarak, hangi parçacıklara ait olduklarını anlamaya çalışalım. Gerektiğinde hatırlama amacıyla, yukarıdaki anahtardan yararlanabilirsiniz. Bu örneklerin hepsi de aynı parçacığın (Z) çeşitli bozunma biçimlerine ait. Çok kısa bir sürede bozunan parçacığın kendisi gözlenemiyor. Ancak bozunma ürünleri belirlenebiliyor.

Ancak, çarpışma ürünlerinden birisi muon iken, diğeri elektron olamaz. Dolayısıyla sağdaki elektron, bozunmanın doğrudan ürünü olan bir başka parçacığın bozunması sonucu ortaya çıkmış olmalı. Doğrudan ürünün, soldaki muonun karşıtı olması gerekiyor ve bu karşıt muon bozunurken, elektronun yanında nötrinolar da ışınlamış olmalı. O halde, merkezdeki ışın tüpünde bir muon ve karşıt muon çifti oluşmuş; daha sonra bunlardan birisi elektron ve nötrinolara bozunurken, diğeri muon odasına ulaşmış. Bu muon çifti aslında, çok kısa ömürlü olduğundan gözlenemeyen, örneğin bir tau-karşıt tau çiftinin bozunmasıyla oluşmuş da olabilir.
(Zhttp://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif τ++ τ - ve sonra; τ+http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gifμ++ nötrinolar, τ-http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gife-+ nötrinolar
veya tersi işaretlerle; τ+http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gife++ nötrinolar, τ-http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gifμ-+ nötrinolar)

Hadronlar ağır parçacıklar olduklarından, ya bir kuarkın veya en ağır lepton olan taunun bozunmasıyla oluşurlar. Ama bir kuark parçacık yağmuruna yol açardı. Halbuki burada böyle bir jet yok. Dolayısıyla, hem sağdaki muon, hem de soldaki hadronlar, bir tau-karşıt tau çiftinin bozunmasıyla oluşmuş olmalı.
(Zhttp://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif τ++ τ - ve sonra; τ+http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gifμ++ nötrinolar, τ-http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif hadronlar + nötrinolar
veya tersi işaretlerle; τ+http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif hadronlar + nötrinolar, τ-http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gifμ-+ nötrinolar)


5. Buradaki parçacıkların hepsi yük taşıyor ve hadron kalorimetresinde durdurulmuşlar. Dolayısıyla hepsi, yüklü hadronlar. Böyle ağır parçacık yağmurlarına ancak, bir kuark ve karşıt kuark çifti yol açabilir. Demek ki bir parçacık, bir kuarkla (k) karşıt kuarka (kk) bozunmuş.
(Örneğin Zhttp://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif k + kk ve sonra; khttp://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif hadronlar + nötrinolar, kkhttp://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif hadronlar + nötrinolar)

http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...k5_strong1.jpg

(Zhttp://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif k + kk ve sonra; khttp://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif k + gluon veya kkhttp://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif kk + gluon ve sonra; khttp://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif hadronlar + nötrinolar, kkhttp://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif hadronlar + nötrinolar, gluonhttp://www.biltek.tubitak.gov.tr/bil...dde/img/ok.gif hadronlar + nötrinolar)

Peki de, bu resimler nasıl oluşturuluyor?...





Dedektörlerde her çarpışma olayıyla ilgili olarak, milyonlarca veri toplanıp, bilgisayar aracılığıyla değerlendiriliyor. CERN'de kullanılan bilgisayar yazılımı, dedektörde toplanan verileri yukarıda anlatılan benzer şekilde değerlendiriyor. Çarpışma sonucunda ortaya çıkmış olup da belirlenebilen parçacıklardan, aynı noktadan kaynaklanan ve dolayısıyla aynı kökene sahip olması gerekenleri gruplara ayırıp; parçacıkların tümünün patikalarını ayrı ayrı ve hem de, her grup için farklı renklerde çiziyor. Aynı gruptaki parçacıklardan; yüklü olanlar için grup renginin parlak, yüksüz olanlar için ise mat tonlarını kullanıyor. Dolayısıyla; yüklü parçacıkların patikaları, dedektördeki manyetik alan nedeniyle kıvrılmış parlak eğriler şeklinde görünürken, iz saptama katmanında iz bırakmayan yüksüz parçacıklarınki, düz ve mat çizgiler halinde gösteriliyor. Ayrıca, parçacıkların kalorimetrelerde bıraktığı enerji miktarları, parçacık patikalarının, patikayla aynı renkteki dikdörtgen uzantıları olarak belirtiliyor. Dikdörtgen ne kadar uzunsa, bu; ilgili parçacığın bıraktığı enerji miktarının o kadar yüksek olduğu anlamına geliyor. Nihayet muonlar için, muon katmanı dışına, patikasının renginde bir çarpı işareti konuyor. Bilim insanları bu çizimleri inceleyerek, çarpışma sırasında neler olup bittiğini anlamaya ve elde ettikleri bulgulardan hareketle, hem kuramlarını sınayıp, hem de ileriye yönelik çalışmalar hakkında öngörülerde bulunmaya çalışıyorlar