Kompakt Muon mágnesszelep

Nagy hadronütköző (LHC) Az LHC különféle gyorsítóinak és detektorainak elrendezése
Az LHC különféle gyorsítóinak és detektorainak elrendezése
Detektorok
 Részben kiépítve:
Előgyorsító

Koordináták: 46 ° 18 ′ 34 "  É , 6 ° 4 '37"  K ; CH1903:  495.106  /  129.583

Kompakt müon mágnesszelep detektor az LHC-n

A Compact Müon szolenoid Experiment ( CMS ) egy részecske detektor a Large Hadron Collider (LHC) a CERN a svájci . A kísérlet helyszíne egy földalatti csarnok a gázpedál gyűrűjében, a franciaországi Cessy közelében .

A kísérlet fő céljai a következők:

A csoport világszerte mintegy 200 tudományos intézet több mint 5800 emberéből áll.

A detektor neve leírja annak kialakítását:

A legtöbb más detektorhoz hasonlóan a mágnes is lehetővé teszi a töltés / tömeg arány meghatározását a részecskevonal görbületének a mágneses mezőben történő mérésével , hasonlóan a tömegspektrométerhez .

A kísérlet szóvivője jelenleg (2018) Joel Butler , korábban Tiziano Camporesi , Joe Incandela , Michel Della Negra , Tejinder Virdee és Guido Tonelli . 2012-ben a CMS együttműködés egy új bozon felfedezésében vett részt , amelynek mérési eredményei kompatibilisek a Higgs bozonnal , valamint az önállóan működő második nagy együttműködésű ATLAS- szal . A pontos tulajdonságokat még meg kell vizsgálni.

Építkezés

Barlang az érzékelő felszereléséhez
A detektor mágnesének vasrúdjának zárókupakjai

A CMS detektor több rétegben van felépítve, amelyek lehetővé teszik a proton ütközések során keletkező összes részecske pontos mérését.

Belülről kifelé az érzékelő a következő alkatrészekből áll:

  • A szilícium - pixel detektor d. H. egy félvezető detektorral , amely igen kis szilícium struktúrák kimutatására töltött részecskék. A térbeli felbontás 0,01 mm tartományban van.
  • Szilíciumcsík-detektor, amely a pixel-detektorhoz hasonlóan szilíciumot használ detektálási anyagként, de rosszabb - de mégis nagyon jó - térbeli felbontással, lényegesen jobb, mint 0,1 mm.
  • Egy elektromágneses kaloriméterben a ólom-volframát - kristályok kimutatására fotonok és elektronok (vagy pozitronokat)
  • Rézlemezes hadronos kaloriméter, amely váltakozva szcintillátor rétegekkel változik annak érdekében, hogy meg lehessen mérni a hadronokat , például protonokat, pionokat vagy kaonokat.
  • A mágnestekercs visszatérő igájában vannak müonkamrák, amelyeket kifejezetten a müonok detektálására terveztek .

összeszerelés

A detektort először nagyrészt a felszínen szerelték össze és tesztelték, majd az egyes részekben leeresztették a barlangba. A nagy alkatrészek süllyesztése 2008. január 22-én fejeződött be.

A szilícium nyom detektor alépítményeit összeszereltük és teszteltük a CERN telephelyén. A Cessy-be történő szállítást 2007 decemberében hajtották végre.

Fizika a CMS detektorral

A részecskefizika standard modelljét a CMS detektorral ellenőrizzük , és a lehetséges modellek után kutatunk a standard modellen túl.

A részecsketömegek eredete

Mivel az elektromos gyenge kölcsönhatás mérő elmélet , kölcsönhatásának részecskéinek tömegmenteseknek kell lenniük. Valójában tömeg figyelhető meg W és Z bozonokra . Ennek egyik lehetséges magyarázata a Higgs-mechanizmus . A részecsketömegeket egy Higgs-mezőhöz kapcsolva hozzák létre. Ugyanez a mechanizmus adhat tömeget az összes többi részecskének. A leírás egyik jóslata legalább egy új részecske, a Higgs-bozon megléte . A CMS detektor és a független ATLAS együttműködés együttesen egy új részecskét fedezett fel, amely minden mért tulajdonságban egyetért a Higgs-bozonra vonatkozó jóslatokkal. További mérések pontosabban meghatározzák a tulajdonságokat, és azt is megvizsgálják, hogy ez az egyetlen ilyen részecske.

Szuperszimmetria

Lehetséges, hogy minden ismert részecskének van szuperszimmetrikus partnere, különböző spinű és más tömegű, de egyébként hasonló tulajdonságokkal. A szuperszimmetria tisztázna néhány elméleti fizika nyitott kérdést. Eddig (2015) nem találtak szuperszimmetrikus partnerrészecskéket, de a korábbi kizárási határok jelentősen javultak.

CP megsértése

A CP megsértése különbség az anyag és az antianyag között. Az ismert különbségek túl kicsik ahhoz, hogy megmagyarázzák, miért áll az univerzum csak anyagból. A CP megsértésének új forrásait keresik többek között a B-mezonok vizsgálatában , de a Higgs-bozon és más részecskék bomlásában is.

A standard modell pontosabb mérése

A standard modell több szabad paramétert tartalmaz, amelyek értékeit csak kísérletileg lehet meghatározni. Ezek különösen a részecsketömegek. Ezenkívül a hadronok egyes folyamatai , például a proton, elméletileg nehezen leírhatók. Mivel az LHC protonok ütközését okozza, fontos megérteni a belső szerkezetüket. A CMS-sel végzett mérések segítenek meghatározni a szabad paramétereket és pontosabban leírni a protonszerkezetet.

További vizsgálat

A fent említett fókuszpontok mellett általános új dolgok keresése, például hipotetikus mikroszkopikus fekete lyukak , gravitonok , ismert részecskék nehezebb gerjesztett állapotai vagy általában még ismeretlen nehéz részecskék.

web Linkek

Commons : Kompakt Muon mágnesszelep  - Album képekkel, videókkal és audio fájlokkal

Egyéni bizonyíték

  1. ↑ Új eredmények azt mutatják, hogy a CERN-ben felfedezett részecske egy Higgs-bozon | Média- és sajtókapcsolatok. In: CERN. A CERN, 2013. március 14 , 2018. szeptember 13 .
  2. ↑ Aneta Iordanova, nehézionos fizika a CMS-szel , a Rencontres de Moriond QCD és a nagy energiájú interakciók 2008
  3. Involved Az érintett személyek és intézetek listája , hozzáférés 2015. augusztus 2
  4. ↑ A kompakt Muon mágnesszelep-kísérlet http://www.stfc.ac.uk/ , Tudomány és technológia. Letöltve: 2015. december 20.
  5. ↑ CMS-menedzsment , 2018. február 13
  6. ↑ Jelentés a CMS Times-ban
  7. ↑ CMS szuperszimmetria fizikai eredmények. Letöltve: 2015. december 22 .
  8. ↑ a nagy Hadron Collider , MR Sutton, ATLAS és CMS együttműködések protonparton elosztási funkcióinak korlátai, 2015. december 22.