La collisione animata

Un evento di fisica delle particelle di solito si vede solo a cose fatte: tratti immobili in un rivelatore. TreeLevel lo mostra mentre accade.

Perché

Ciò che avviene in una collisione copre venti ordini di grandezza: il femtometro dove si scontrano i partoni, il micron dove decade un mesone B, i metri che attraversa un muone. Le rappresentazioni abituali schiacciano tutto in un'unica immagine. Vedendo l'evento svolgersi si capisce perché un pione va lontano e un ρ da nessuna parte, perché un elettrone si ferma nel calorimetro elettromagnetico e un neutrone più in là, e che cosa ricostruisce esattamente il rivelatore.

Come

Ogni particella parte dal suo vero punto di produzione, nell'istante in cui nasce, e vola alla velocità $v = p/E$ che le dà il generatore; le tracce cariche si incurvano nel campo magnetico, le particelle instabili decadono dove le porta la loro vita media. Gli adroni si fermano nei calorimetri secondo la loro lunghezza di interazione, elettroni e fotoni al massimo del loro sciame. L'orologio è logaritmico attorno alla collisione, poi lineare alla scala del rivelatore: i fasci arrivano senza frenare, e le traiettorie hanno il tempo di formarsi.

Che cosa ne fate

• In 3D e nelle sezioni x–y e z–ρ, su qualsiasi evento del campione: quelli che TreeLevel estrae da sé, quelli di Pythia 8 o Herwig 7, o un file HepMC3 venuto da altrove.
• Tre inquadrature: il rivelatore intero, fisso; la zona di interazione per la collisione, poi il rivelatore; oppure uno zoom che segue il fronte dell'evento, dal femtometro al metro.
• Un clic su una traiettoria dice di quale particella si tratta: la sua energia, la sua vita media e $c\tau$, il suo contenuto in quark.
• Un codice dei colori leggibile, con la sua legenda: adroni secondo il sapore, spessore del tratto secondo la famiglia, fasci in blu.
• Esportare il video: l'animazione in MP4, con l'inquadratura scelta — per una lezione, una presentazione, un esercizio.

La collisione animata arriva con TreeLevel 1.7, su Mac e iPad. Nello spazio Rivelatore: Anima la collisione nella vista 3D, Anima nelle sezioni. Il rivelatore nella guida →