Veliki hadronski sudarač LHC - CERN

1. Veliki hadronski sudarač LHC - CERN Nerea Folo R 3389

2. CERN - (European Organisation for Nuclear Research - Centar za nuklearnu fiziku, Ženeva) • CERN – Europski laboratorij za fiziku čestica • Osnovan 1954. godine • Nalazi se na francusko-švicarskoj granici, zapadno od Ženeve. • Broji 20 država

3. VELIKI HADRONSKI SUDARIVAČ(Large Hadron Collider, LHC) • akceleratorsko postrojenje smješteno u CERNU-u • Podzemni prstena opsega 26659 metara • Dubina između 75 i 150 metara

4. Razmještaj detektora u CERN-u Prikaz unutrašnjosti detektora http://mediaarchive.cern.ch/MediaArchive/Photo/Public/2008/0801022/0801022_04/0801022_04-A5-at-72-dpi.jpg http://images.google.hr/imgres?imgurl=http://www.w3.org/DesignIssues/diagrams/cern/CERN-MontBlanc-letter.jpg&imgrefurl=http://www.w3.org/2008/Talks/

5. Za usmjeravanje snopa čestica kroz cijevi akceleratora koriste se tisuće magneta. Snopovi čestica vode se kroz cijevi akceleratorskog prstena pomoću jakog magnetskog polja koje se postiže upotrebom supravodljivih elektromagneta. • Supravodljivi magneti sastavljeni su od posebnih vodiča ohlađenih pomoću tekućeg helija na -271 stupanjcelzijev. U tom stanju električna struja teče kroz vodiče bez otpora i gubitaka energije što omogućava stvaranje iznimno jakih magnetskih polja.

6. Duž prstena akceleratora, smješteni su detektori čestica koji prikupljaju informacije o česticama nastalim u sudarima • LHC je i najmoćniji akcelerator čestica na svijetu. • 9593 magneta -> 1232 glavna dvopolna magneta za usmjeravanje snopa i 392 četveropolna magneta za fokusiranje snopa • Ukupno je instalirano preko 1600 supravodljivih magneta • U svakoj sekundi trajanja eksperimenta dogodit će se oko 600 milijuna sudara čestica.

7. DETEKTORI • Postavljano je 6 detektora u koje je ugrađeno oko 150 milijuna senzora koji će prikupljati podatke oko 40 milijuna puta u sekundi. Namjena detektora je identificiranje sekundarnih čestica. Da bi to mogli sastoje se od “poddetektora”. Povrh svega nalazi se magnet čija je uloga razdvajanje čestica prema električnom naboju i omogućavanje mjerenja momenta.

8. Postoje dvije važne kategorije poddetektora: • Uređaji za praćenje putanje prate kretanje čestica prema tragu koji ostavljaju ioniziranjem medija kroz koji se kreću. U magnetskom polju tragovi se mogu koristiti za mjerenje zakrivljenosti putanje čestice, a prema tome i njenog momenta. • Kalorimetri su uređaji koji mjere energiju čestica tako što ih zaustavljaju i mjere količinu oslobođene energije. Postoje dvije glavne vrste kalorimetara: elektromagnetski i hadronski. Elektromagnetski kalorimetri u potpunosti zaustavljaju elektrone i fotone koji stupaju u elektromagnetsku interakciju. Kalorimetri su glavni instrumenti za identificiranje neutralnih čestica kao što su fotoni i neutroni.

9. DETEKTORI • ALICE (A Large Ion Collider Experiment) detektor specijaliziran za analiziranje sudara iona olova. Pomoću njega će se proučavati svojstva kvark-gluonske plazme. Takvo stanje tvari vjerojatno je postojalo neposredno nakon velikog praska, prije nego što su formirane čestice poput protona i neutrona. Detektor je dugačak 26 metara, visok 16 metara i širok 16 metara, a težak je 10000 tona. • ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), projektiran za najširi mogući opseg fizičkih istraživanja. Sastoji se od svitka superprovodnog magneta dugačkih 25 metara i raspoređenih tako da formiraju cilindar oko cijevi sa snopom čestica koja prolazi kroz središte detektora. ATLAS je detektor najvećeg volumena ikad konstruiran. Dugačak je 46 metara, visok 25 metara i širok 25 metara. Težak je 7000 tona.

10. Unutrašnjost detektora ATLAS http://irfu.cea.fr/Images/astImg/2412_2.jpg Detektor ATLAS http://www.bnl.gov/bnlweb/pubaf/pr/PR_display.asp?prID=08-18

11. CMS (Compact Muon Solenoid), višenamjenski detektor, ali su u njegovoj konstrukciji primijenjena drugačija tehnička rješenja. Izgrađen je oko ogromne superprovodne zavojnice. Ima oblik cilindričnog namota superprovodnog kabela koji generira magnetno polje snage 4 T, što je oko 100000 puta jače od magnetnog polja Zemlje. Detektor je dugačak 21 metar, visok 15 metara i širok 15 metara. Težak je 12500 tona. • LHCb (LHC-beauty), detektor specijaliziran za istraživanje asimetrije između materije i antimaterije koja je pristutna u interakcijama B-čestica (čestica čiji su konstituenti b kvarkovi). Razumijevanje ove asimetrije ključno je u istraživanju materije i antimaterije u svemiru. Detektor je težak 5600 tona, dugačak 21 metar, visok 10 metara i širok 13 metara.

12. http://www.bnl.gov/bnlweb/pubaf/pr/PR_display.asp?prID=08-18 http://farm1.static.flickr.com/56/193849781_72947d460e_b.jpg Detekrtor CMS

13. LHCf (Large Hadron Collider forward), mjeriti će čestice nastale vrlo blizu smjera snopova u sudarima proton-proton. Njegovi detektori bit će udaljeni 140 metara od mjesta sudara unutar detektora ATLAS. LHCf detektor se sastoji od dva dijela dugačka 30 cm, visoka 10 cm i široka 10 cm. Svaki dio detektora težak je 40 kg. • TOTEM (Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation) mjeri efektivnu veličinu ili presjek protona u LHC-u. TOTEM mora biti u mogućnosti detektirati čestice nastale vrlo blizu glavnih snopova protona. Sastoji se od detektora smještenih u posebno dizajniranim vakumskim komorama – “rimskim loncima” – povezanim sa glavnim cijevima akceleratora. Osam lonaca bit će raspoređeno u parovima na četiri mjesta u blizini točke sudara detektora CMS. TOTEM je dugačak 440 metara, visok 5 metara, širok 5 metara i težak 20 tona.

14. INFORMATIČKA PODRŠKA • Tijek sirovih podatka – 700 MB/s • Tok podataka se kasnije reducira na 300 MB/s • Prikupljeni podaci distribuirat će se preko četveroslojnog modela

15. IZVORI • Leon Lederman – Božja čestica, Izvori, lipanj 2000. • Ministarstvo znanosti, obrazovanja i športa - http://public.mzos.hr/Default.aspx?sec=2095 • Wikipedia- www.wikipedia.org