Précédent : Moteur asynchrone Suivant : Michelson–Morley

Observatoire du Higgs

CMS / collision · détection · preuve

Modèle pédagogique

01 / Vue du détecteur

Ouverture de maintenance

Les bouchons se séparent pour l'inspection ; l'affichage de l'événement est suspendu jusqu'à ce que l'appareil soit refermé. Rejouer le referme.

Impacts des capteursÉtiquettesLignes de champTraces de contexte

Couches de l'appareil

visibilité

Trajectographe à silicium

ECAL · cristaux

HCAL · laiton / scintillateur

Solénoïde / cryostat

Culasse de retour en acier

Chambres à muons

Câbles et refroidissement

Masquer une couche ne change que la vue. Les interrupteurs de lecture changent la mesure.

02 / Leçon de collision

Graine

Impulsion transverse du Higgs

Un parton de recul équilibre l'impulsion transverse. Les résidus et l'hadronisation ne sont pas simulés.

Les étapes sont recalculées à partir de la graine ; revenir en arrière n'est pas une inversion physique. Utilisez la barre de transport Lecture, Pause et Rejouer pour lancer le rejeu.

03 / Éprouver la mesure

Champ du solénoïde

Lecture du trajectographe

Lecture de l'ECAL

Lecture des muons

Étalement de la réponse

Désactivez une lecture et rejouez : les particules interagissent toujours avec la matière, mais cette mesure est perdue.

Changer le canal, le champ, la réponse, la lecture, le pT du Higgs ou la fraction de signal annule un lot en cours et efface les enregistrements d'histogramme incompatibles.

Enregistrer

Restaure les valeurs par défaut pour les commandes et la vue. Les enregistrements de l'histogramme ne sont conservés que si le profil de mesure est inchangé ; le journal des candidats est conservé.

Glisser : orbite · défiler / pincer : zoom
Maj + glisser / clic droit + glisser : panoramique
Espacelecture/pause ·Névénement suivant
1Coupe ·2Extérieur · 3Rayons X

LHC · Point 5 · inspiré de CMS · disposition de l'époque de la découverte, environ 21 m × 15 m

L'invisible, reconstruit.

pp · √s = 8 TeV

muonélectrondirection du photon

Sélectionnez la scène pour utiliser le zoom à la molette et les raccourcis clavier

Construction du laboratoire CMS

Géométrie du détecteur · générateur d’événements · reconstruction · tout en local

Reconstruire la particule mère

—GeV/c²

Somme des quadrivecteurs reconstruits des particules filles, pas une étiquette de Higgs assignée.

Votre laboratoire

Masse de l'événement actuel: — GeV/c²
Essais dans l'histogramme: 0

Objets détectés

sélectionner pour inspecter

Impacts des capteurs
Objets
Masse

Vérité du générateur et audit de conservation

Vérifications de cohérence exécutables

Des événements à la preuve

Un pic. De nombreuses collisions.

Collectez un échantillon synthétique enrichi en signal. Une résonance apparaît comme un excès au-dessus d'un continuum lisse, pas comme un événement individuel d'aspect particulier.

■ Nombre de candidats— Total ajusté┄ Continuum

Dans la fenêtre de masse0

Z local simplifié—

Aucun échantillon collecté pour l'instant. Fenêtre : 100–160 GeV/c².

Ceci n'est ni des données CMS, ni une luminosité, ni une signification de découverte. La vraisemblance utilise des formes simplifiées fixes ; les incertitudes systématiques du détecteur et l'effet look-elsewhere sont omis.

Fraction de signal générée

0 % ne donne que du bruit de fond. C'est un mélange artificiel, pas une probabilité de production ou de désintégration du Higgs.

La même reconstruction d'impacts/d'énergie et les mêmes coupures d'objets sont appliquées à chaque essai.

Comment fonctionne le test statistique simplifié

Ajuste des rendements de signal et de bruit de fond non négatifs à la vraisemblance de Poisson par intervalles. L'hypothèse nulle est un continuum exponentiel ; l'hypothèse alternative ajoute une gaussienne à 125 GeV. Z = √[2 ln(L(S+B) / L(B))] est une approximation locale asymptotique à masse fixe. Le modèle du continuum inclut une correction d'acceptance de sélection générée indépendamment. Ceci est un exercice pédagogique, pas une revendication de découverte.

Journal des candidats

Chaque ligne est un événement à graine avec sa propre configuration. Les lignes sont des candidats individuels, pas des statistiques combinées.

Événement	Canal	Masse (GeV/c²)	Sélection	Champ / lectures

Aucun candidat enregistré.

.museum-body--immersive { overflow: auto !important; } .museum-main--fill, .museum-runtime { height: auto !important; min-height: 100vh; overflow: visible !important; } .museum-runtime > .exhibit-root, .museum-runtime > :not(#mw-about):not(noscript):not(script) { display: none !important; } .museum-runtime #mw-about { display: block !important; position: static; width: min(100%, 800px); margin: 24px auto; padding: 24px; box-sizing: border-box; } .museum-runtime [data-about-close], .museum-runtime #mw-about > h2 { display: none !important; }

2012 · Physique

Détecteur du boson de Higgs

Suivez une collision simulée, des impacts des capteurs jusqu'à une masse reconstruite, puis collectez-en des milliers pour voir pourquoi un seul candidat n'est jamais une découverte.

Aucun détecteur ne voit jamais un boson de Higgs. Il se désintègre environ 10⁻²² secondes après sa création, si bien que les physiciens le reconstruisent à partir de ce que laissent ses particules filles : une charge collectée sur des pixels au silicium, de la lumière dans des cristaux de calorimètre, et des impulsions chronométrées dans les chambres à muons. Ce laboratoire suit une collision synthétique à graine à travers un détecteur inspiré de CMS, de l'époque de la découverte — faisceaux, désintégration prompte, impacts des capteurs, lecture numérisée — et additionne les quadrivecteurs mesurés en une seule masse invariante.

La physique est simplifiée mais causale. Les traces se courbent dans un champ de solénoïde approché de 3,8 T intégré par la méthode de Runge-Kutta du quatrième ordre ; un ajustement circulaire sur des impacts bruités retrouve l'impulsion et la charge ; l'énergie du calorimètre est étalée puis numérisée. Désactivez une lecture ou le champ magnétique, et les particules traversent toujours la même matière, mais la mesure est perdue, et le modèle refuse d'indiquer une masse. Des laboratoires de capteurs agrandis montrent comment le silicium, les cristaux de tungstate de plomb, les cellules à dérive et l'échantillonnage laiton-scintillateur transforment une particule en signal.

Un seul candidat compatible avec le Higgs n'est pas une découverte : des processus de bruit de fond produisent les mêmes états finaux. Le panneau Preuves collecte des lots de 1 000 essais synthétiques avec la même reconstruction et les mêmes coupures, ajuste un continuum plus un modèle de signal à masse fixe, et rapporte une signification locale simplifiée. Changer la configuration de mesure efface les échantillons incompatibles plutôt que de les mélanger. C'est un modèle pédagogique — pas des données CMS, pas une simulation de détecteur validée, et sans affiliation avec le CERN ou CMS ni leur approbation.

Caractéristiques

Énergie de collision: √s = 8 TeV (époque de la découverte de 2012)
Champ du solénoïde: 3,8 T nominal, carte de champ approchée
Canaux de désintégration: H → γγ, H → ZZ* → 2e2μ et 4μ
Rayons des couches de pixels: 4,4, 7,3 et 10,2 cm
Taille du détecteur: Environ 21 m de long, 15 m de diamètre
Lot de preuves: 1 000 essais synthétiques par lot
Données: Événements éducatifs synthétiques, pas des données CMS

Toutes les expositions

L'invisible, reconstruit.

Dans le numéro en cours