Selfies pengesan ATLAS • Igor Ivanov • Gambar saintifik hari mengenai "Unsur" • LHC, Fizik

Pengesan Selfie ATLAS

Bolehkah kamera mengambil selfie sendiri, dan dengan semua viskera tiga dimensi? Tidak Bolehkah mikroskop, sebagai sebahagian daripada sesi "ujian diri", mempertimbangkan strukturnya sendiri? Mungkin tidak sama ada. Tetapi pengesan zarah elementer moden mampu! Angka ini menunjukkan struktur bahagian dalam pengesan ATLAS, pengesan terbesar Collider Hadron Besar, dengan struktur yang diperolehi dari data pengesan ini sendiri. Ini adalah selfie sebenar pengesan ATLAS: dengan mendaftar zarah-zarah asas, ia "melihat" sendiri!

Keupayaan untuk "merenungkan diri" timbul kerana zarah-zarah asas, bertabrakan dengan atom bahan, boleh menjana zarah-zarah baru – dan pengesan telah menangkapnya. Seperti yang ditunjukkan dalam angka berikut, zarah awal dilahirkan di pusat pengesan, di mana proton bertabrakan. Zarah-zarah ini berselerak di semua arah dan melepasi lapisan pengesan, meninggalkan tanda mereka pada mereka. Pengesan dengan ketepatan yang baik mengembalikan trajektori mereka, mengekstrap kembali mereka dan melihat bahawa mereka lebih kurang berkumpul pada satu titik. Ia dipanggil "utama utama" perlanggaran.

Kemunculan puncak sekunder dalam pelanggaran zarah asas dengan bahan pengesan

Tetapi kadang-kadang ia berlaku, menindik lapisan pengesan, zarah tenaga tinggi bertembung dengan beberapa jenis nukleus bahan pengesan dan menghasilkan beberapa zarah baru. Trajektori mereka juga dipulihkan oleh pengesan, tetapi hanya dia sekarang "melihat" bahawa mereka terbang keluar dari titik lain – dari "puncak sekunder". Semakin tebal lapisan bahan, semakin sering pelanggaran tersebut akan terjadi di sana dan semakin sering pengesan akan mendaftarkan puncak sekunder di sana. Angka atas menunjukkan pengedaran dalam ruang vertikal sekunder yang dipulihkan oleh pengesan ATLAS. Setiap titik kecil adalah puncak sekunder yang berdaftar berasingan, dan apabila kepadatannya menjadi besar, ia dikodkan dengan warna: "panas" itu, semakin besar adalah kepadatan mata.

Angka atas menunjukkan pandangan sepanjang paksi pengesan. Dan di sini, taburan yang sama ditunjukkan di sisi (atau sebaliknya, dalam koordinat r dan z apabila menjumlahkan semua sudut azimut):

Struktur bahagian dalam pengesan ATLAS dalam koordinat r (jarak dari paksi) dan z (sepanjang paksi). Gambar dari laman web atlas.web.cern.ch

Nah, versi selfies yang paling psychedelic ditunjukkan di sini:

Struktur bahagian dalam pengesan ATLAS dalam koordinat r (jarak dari paksi) dan ϕ (sudut) Gambar dari laman web atlas.web.cern.ch

Ini adalah "potret diri" di kawasan tersebutz| <40 cm dalam bentuk sapu pada sudut azimut dan penyingkiran radial. Band lebar di bahagian bawah adalah tiub vakum, dan bahagian berkala individu adalah "jubin" papan lapisan pengesan piksel. Sebagai perbandingan, di bawah adalah foto sebenar lapisan luar pengesan piksel ATLAS semasa proses pemasangan.

Semua "selfies" ini telah diterima oleh pengesan ATLAS pada tahun 2010, ketika collider hanya mendapat momentum. Mereka didasarkan pada statistik satu juta kali kurang daripada yang terkumpul sepanjang sesi Run 1 pada 2010-2012. Imej teknikal ini diperlukan untuk memeriksa kebolehkendalian pengesan itu sendiri dan dengan pasti menganggarkan latar belakang yang timbul daripada "pencahayaan" seperti puncak sekunder. Menghairankan, tetapi penerbitan penuh dengan penerangan terperinci imej-imej ini muncul dalam arkib e-cetak hanya beberapa hari yang lalu (tracker menggunakan interaksi hadronic sekunder dalam 7 TeV pp collisions). Semua imej dan jadual dari artikel ini juga dikumpulkan di laman berasingan di laman web ATLAS.

Lapisan luar pengesan piksel ATLAS semasa pemasangan. Gambar dari atlasexperiment.org

Ini, dengan cara ini, bukan satu-satunya contoh diagnosis diri pengesan Colliers Hadron Besar. Kami telah menulis tentang selfie serupa pengesan ALICE, tetapi terdapat puncak sekunder dipulihkan bukan oleh had, tetapi oleh puncak penukaran dalaman foton keras ke dalam pasangan elektron-positron. Tetapi gambar dan sana ternyata cantik.

Akhirnya, kita mesti menambah bahawa simpang sekunder boleh, tentu saja, timbul bukan sahaja disebabkan oleh kesan instrumental, tetapi juga secara spontan. Satu zarah yang tidak stabil, sebagai contoh, B-meson, dilahirkan di puncak utama, terbang beberapa milimeter jauhnya, dan sudah ada pecah ke dalam zarah anak perempuan. Ia adalah untuk puncak sekunder itu yang pengesan mencari sebenar. Sebenarnya, keseluruhan B-fizik adalah perburuan untuk "menengah" puncak menengah.

Imej dari atlas.web.cern.ch.

Igor Ivanov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: