Çarpışma Analizleri

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

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






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