衝突のアニメーション

素粒子物理のイベントは、ふつう終わったあとにしか見えません。検出器の中で止まった線です。TreeLevel は、それが起きているところを見せます。

なぜ

衝突で起きることは 20 桁にわたります。パートンがぶつかるフェムトメートル、B 中間子が崩壊するマイクロメートル、ミューオンが横切る数メートル。ふつうの図はこれを 1 枚の絵に押し込めてしまいます。イベントが展開していくのを見ると、なぜパイ中間子は遠くまで飛び ρ はどこへも行かないのか、なぜ電子は電磁カロリメータで止まり中性子はもっと先で止まるのか、そして検出器が実際に何を再構成しているのかがわかります。

しくみ

各粒子は本当の生成点から、生まれた瞬間に出発し、ジェネレータが与える速度 $v = p/E$ で飛びます。荷電粒子の飛跡は磁場の中で曲がり、不安定な粒子は寿命が運ぶ先で崩壊します。ハドロンは相互作用長に従ってカロリメータの中で止まり、電子と光子はシャワー最大で止まります。時計は衝突のまわりでは対数、検出器のスケールでは線形です。ビームは減速せずに近づき、軌跡には形をなす時間があります。

できること

• 3D と断面図（x–y と z–ρ）で、サンプルのどのイベントでも。TreeLevel 自身が生成したもの、Pythia 8 や Herwig 7 によるもの、ほかで作られた HepMC3 ファイル。
• 3 種類のフレーミング：検出器全体を固定で。衝突は相互作用領域で見て、次に検出器全体。あるいはイベントの先端を追うズーム（フェムトメートルからメートルまで）。
• 軌跡をクリックすると、どの粒子かがわかります。エネルギー、寿命と $c\tau$、クォーク構成。
• 読みやすい配色と凡例：ハドロンはフレーバー別、線の太さは粒子の種類別、ビームは青。
• ビデオを書き出す：選んだフレーミングのままアニメーションを MP4 に。講義、発表、演習に。

衝突のアニメーションは TreeLevel 1.7（Mac・iPad）で登場します。「検出器」ワークスペースで、3D 表示の衝突をアニメーション、断面図のアニメーションから。ガイドの検出器のページ →