Научный взгляд на устройство вселенной
жүктеу/скачать 8,11 Mb. Pdf көрінісі
|
knocking on
часть обоих детекторов. Они необходимы для измерения как зна- ка зарядов, так и импульсов заряженных частиц. Электрически заряженные частицы в магнитном поле отклоняются от прямой, причем радиус изгиба траектории зависит от скорости движения частицы. Чем больше импульс частицы, тем прямее она движется, а частицы с противоположными зарядами отклоняются в противо- положные стороны. Частицы в БАКе обладают огромной энергией (и импульсом), поэтому экспериментальным установкам нужны очень сильные магниты, иначе не удастся заметить и измерить еле заметную кривизну треков энергичных заряженных частиц. Установка под названием «Компактный мюонный соленоид» (Compact Muon Solenoid, CMS) — меньшая из двух главных уни- версальных детекторов БАКа, зато более тяжелая; ее ошеломляю- щая масса достигает 12 500 т. «Компактные» размеры таковы: 21 м в длину и 15 м в диаметре. Это чуть меньше, чем размеры ATLAS, и все же достаточно, чтобы полностью занять теннисный корт. Отличительная особенность CMS — сильное магнитное поле напряженностью 4 Тл, на которое намекает слово «соленоид» в на- звании. Соленоид во внутренней части детектора представляет собой цилиндрическую катушку диаметром 6 м из сверхпроводя- щего кабеля. Ярмо магнита, проходящее через наружную часть детектора, также производит сильное впечатление — и, кстати говоря, составляет значительную часть его громадной массы. Же- леза в нем больше, чем в парижской Эйфелевой башне. Обратите внимание также на слово «мюонный» в названии установки (по крайней мере, меня оно в свое время заинтересо- вало). Быстрое распознавание электронов и мюонов — их более тяжелых эквивалентов, проникающих в самые внешние слои детек- тора — может быть очень важно для обнаружения новых частиц, поскольку именно такие энергичные частицы иногда рождаются ЭКСПЕРИМЕНТЫ CMS И ATLAS 283 при распаде тяжелых объектов. Поскольку эти объекты не участву- ют в сильном взаимодействии, они, скорее всего, представляют со- бой нечто новое — ведь протоны автоматически их не порождают. Таким образом, эти без труда распознаваемые частицы (мюоны) могут указывать на присутствие какой-нибудь интересной распав- шейся частицы, рожденной во время столкновения. Магнитное поле в CMS с самого начала проектировалось в расчете на энергич- ные мюоны, с тем чтобы установка могла их «ловить». Это означает, что детектор непременно зарегистрирует данные о любом событии с их участием, даже если вынужден будет оставить за бортом боль- шое количество иной информации. ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus), как и CMS, содержит в сво- ем названии ссылку на магниты, поскольку для его работы также необходимо сильное магнитное поле. Слово «тороидальный» в на- звании относится именно к магнитам. Поле, которое они созда- ют, не такое мощное, как в CMS, зато занимает громадный объем. Именно из-за громадных магнитных тороидов ATLAS стал более крупным из двух универсальных детекторов и вообще самой круп- ной экспериментальной установкой в истории человечества. Его длина 46 м, диаметр — 25 м; он удобно устроился в пещере длиной 55 и высотой 40 м. Весит детектор 7000 т и уступает CMS по массе почти вдвое. Чтобы иметь возможность измерять все характеристики ча- стиц, ATLAS окружает зону столкновений множеством все более крупных цилиндрических детекторных элементов. В конструкции и CMS, и ATLAS предусмотрено несколько устройств, предназна- ченных для измерения траекторий и зарядов пролетающих ча- стиц. Вылетая из точки столкновения, частицы встречают на сво- ем пути внутренние трекеры, назначение которых — точно изме- рить положение частицы неподалеку от точки вылета. Затем идут жүктеу/скачать 8,11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|