Top-sporen


Een proton en een anti-proton vliegen op elkaar af, met veel energie. Als ze botsen (zelden) zijn de sporen te vinden in detectoren. Dit laat je miljarden keren gebeuren. De computer registreert de interessante gevallen.

Een top-quark is niet zomaar te zien. Rechts zie je sporen van een positron, clusters ('jets') van geladen mesonen e.a., en ontbrekende stukjes (gestippeld). De laatste zijn van ongeladen deeltjes: B-meson, anti-B-meson, neutrino. Ze zijn geïdentificeerd m.b.v. de behoudswetten voor energie en impuls.

Nu komt de theorie, en die zegt: een top- en een anti-top-quark kunnen ontstaan uit de annihilatie van proton en antiproton:


Het top-quark vervalt in een bottom-quark en een positief W-boson.
Het W+ geeft een positron en een neutrino.
Het b-quark (in een neutraal anti-B-meson bij L2) vervalt in jet 4.


Het anti-top-quark vervalt in een anti-bottom-quark en een negatief W-boson.
Het W geeft een anti-up-quark (jet 2 of 3) en een down-quark (jet 3 of 2).
Het anti-b-quark (in een neutraal B-meson bij L1) vervalt in jet 1.
(Van de jets 2 en 3 is niet na te gaan welke van anti-u is, en welke van d.)


Zowel het b-quark als het anti-b-quark hebben een voldoend lange levensduur en voldoende energie om een zichtbare afstand af te leggen voordat ze vervallen.
Omdat ze beide in een neutraal meson zitten zijn er geen sporen tot aan het verval (b na 2,2 mm, anti-b na 4,5 mm).

Het neutrino maakt ook geen spoor. De aanwezigheid ervan is af te leiden uit de totale impuls en de totale energie.


Detector-doorsnede
Top-productie in stappen

Back
Standaardmodel-pad