LHCb

Den LHCb Forsøget er et af seks partikel fysik eksperimenter af LHC acceleratoren på CERN. LHCb er et eksperiment med speciale i fysik af kvark b, for at måle parametrene for CP krænkelse og sjældne henfald og fænomener i fysikken af ​​hadroner med b.

Fysiske årsager

Selvom undersøgelser af fysikken af ​​tunge varianter foretaget i de seneste eksperimenter, er stort set forenelig med den mekanisme CKM og derefter med Standardmodellen, andre fænomener afslører den mulige tilstedeværelse af fysisk uforklarlig ved denne model.

Især CP krænkelse målt som en del af henfald af K mesoner og B, ville ikke forklares fuldt ud inden for Standardmodellen, og vil derfor kræve yderligere kilder forklares i stedet af nye modeller. Disse nye modeller har også en stigning i sandsynligheden for henfald for sjældne henfald eller helt forbudt i Standardmodellen.

Disse og andre undersøgelser vil være muligt inden for LHCb eksperimentet.

Den LHCb detektor

Den LHCb eksperiment undersøger kollisionerne af protoner produceres af acceleratoren LHC ved en energi på 14 TeV. Under disse omstændigheder forventes tværsnittet for produktion af kvark par at være, omend med stor usikkerhed, på ca. 500 μb. På LHCb lysstyrken af ​​de to stråler af protoner vil være 2 x 10 cm s: den er lavere end den nominelle LHC for at få overvejende en enkelt proton-proton interaktion efter begivenhed, hvorved begivenhederne lettere analyseres, jo lavere belægning detektor og dermed endnu stråleskader faldende. Under disse omstændigheder er det at blive produceret omkring par om året.

Detektoren af ​​LHCb eksperimentet et spektrometer enkelt arm placeret fremad i forhold til området for vekselvirkning med en vinkelformet dækning fra 10 til 300 mrad mrad i det vandrette plan. Dette valg blev foretaget, fordi de hadroner med b og med anti-b, ovennævnte energier, fremstilles hovedsageligt på samme region frem eller tilbage i forhold til interaktionen zone. Regionen symmetriske eksperiment LHCb, bag det punkt interaktion, er ikke blevet udnyttet på grund af manglende plads: samarbejdet besluttede ja, af økonomiske årsager, ikke for at forstørre den eksisterende tunnel, der allerede besat af forsøget DELPHI på den tidligere accelerator LEP.

Krav

Ud fra følgende betragtninger LHCb skal afsløre sjældne henfald af B-mesoner i et miljø med high-end og høj hastighed de vigtigste kendetegn ved detekteringssystemets skal være som følger:

  • Det skal være muligt at afgøre med mikrometrisk præcision placeringen af ​​knudepunkter primære interaktion proton-proton og placeringen af ​​de sekundære knuder af B meson henfalder, for at måle med tilstrækkelig præcision tidspunktet for dets forfald. Den tidsmæssige opløsning skal være høj, placere en ordre, over et tocifret antal femtosekunder sekunder, især for at løse svingningerne i den Bs mesonen generelt asymmetrier tidsafhængig. Også en god beslutning om knudepunkter er vigtigt, fordi tilstedeværelsen af ​​en sekundær knude fjernt fra den primære toppunkt er den særprægede underskrivelsen af ​​en forfald en Hadron med b;
  • LHCb skal være udstyret med et identifikationssystem af partiklerne, effektive og selektive. Især er det nødvendigt at skelne leptoner for udløseren og B-tagging, men også diskriminere / K over en stor region i puls på, lige fra et par GeV og 100 GeV. LHCb skal også være udstyret med et system til identifikation af neutrale partikler, de leptoner og hadroner, at bruge for både behov aftrækkeren, i både offline rekonstruktion af begivenhederne erhvervede;
  • opløsningen i invariant masse skal være således, at gøre det muligt at afvise effektivt bunden kombinatorisk grund af den tilfældige kombination af sporene. Det skal derfor måles med stor præcision eller fremdrift;
  • LHCb skal også være udstyret med en trigger-system hurtigt og effektivt, organiseret i flere niveauer, der anvendes i kaskade, der skal bruges til at vælge de begivenheder, der har fundet sted i en produktion af B-mesoner og baggrund afvisning består af begivenheder med produktion af kvark lys eller charme kvark. Dette opnås ved at vælge partikler med høj transversalimpuls og sekundære knuder henfald væk fra den primære toppunkt.

Subdetectors

Detektoren af ​​knuder er bygget op omkring interaktionen området mellem protoner. Det bruges til at bestemme partiklers baner tæt til punktet af interaktion til at adskille præcist de primære og sekundære knuder, for eksempel for B-tagging.

Lige efter detektoren af ​​knuder er en rig-1. Det anvendes til identifikation af partiklerne med lav impuls.

Hovedsystemet sporing er placeret før og efter en magnetisk dipol. Det bruges til at rekonstruere baner af ladede partikler og måle deres puls.

Efter tracking system er den RICH-2. Det anvendes til identifikation af partikler med høj fart.

De elektromagnetiske og hadroniske kalorimetre giver et mål for den energi af elektroner, fotoner og hadroner. Disse foranstaltninger anvendes som en udløser for at identificere partikler med høj transversalimpuls.

Eksternt er detektorer til myoner.

Magnet

For at måle fremdriften af ​​partikler bliver brugt en magnet "hot". Geometrien af ​​magneten bestemmes dall'accettanza af detektoren. Det er dannet af to viklinger kegleformede, symmetrisk, der udgøres af aluminium ledere. Den maksimale intensitet inden for magnetisk induktion er ca. 1 tesla, retningen er lodret. Magneten er konstrueret således, at det magnetiske felt var så højt som muligt mellem sløret og sporing stationer, og mindre end 2 mT i regionen RICH.

Til partikler, der passerer gennem det magnetiske felt svarer til 10 meter i en gennemsnitlig magnetfelt i den integrerede værdi.

Magnetfeltet kan nemt vendes på grund af sin natur ikke superledende.

Deltagende institutioner

LHCb samarbejder til omkring 700 personer fra 15 forskellige nationer.