Upload
alma
View
54
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Experiment ALICE na urýchlova či LHC. Jaroslav Bielčík Katedra fyziky FJFI ČVUT Praha. O čom to celé bude…. Čo je CERN Aký je princíp urýchľovača Z čoho sa skladá LHC Ako zmerať vlastnosti častíc po zrážke Z čoho sa skladá experiment ALICE. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Experiment ALICE na urýchlovači LHC
Jaroslav BielčíkKatedra fyzikyFJFI ČVUT Praha
O čom to celé bude…
• Čo je CERN
• Aký je princíp urýchľovača
• Z čoho sa skladá LHC
• Ako zmerať vlastnosti častíc po zrážke
• Z čoho sa skladá experiment ALICE
CERN European Laboratory for Particle Physics
• Najväčší ústav časticovej fyziky na svete pri Ženeve • Vznikol v 1954 - 12 zakladajúcich členských štátov: Belgium, Denmark, France, the Federal Republic of Germany, Greece, Italy, the Netherlands, Norway, Sweden, Switzerland, the United Kingdom, and Yugoslavia
• Medzinárodné pracovisko• V CERN pracuje mnoho českých fyzikov napr. ATLAS, ALICE 3
Veľká časť urýchľovačov a detektorov je pod zemou a vo veľkej vzájomnej vzdialenosti
Skúmanie mikrosvetaDva spôsoby ako skúmať objekty mikrosveta:
•Čakať a zachytiť to čo priletí z Vesmíru vo forme kozmického žiarenia Výhoda: energia 1020 eV; cena Nevýhoda: malý počet, vplyv atmosféry, malá flexibilita
•Urýchliť častice a nechať ich zraziť, sledovať, čo z toho vyletíVyhoda : opakovateľnosť, kontrolovateľné podmienkyNevýhoda: cena LHC 3 miliardy euro, energeticky náročné, limitovaná energia
Čím viac energie častice majú tým menšie rozmery hmoty skúmame
urýchľovač ~ mikroskop
detektor/experiment ~ fotoaparát
p
h
Higher energies means shorter wavelengths.
6
Sila pôsobiaca na nabitú časticu v EM poli Lorentzova sila
BvqEqF
Princíp urýchľovania
Elektrické pole urýchľovanie
Magnetické polezakrivenie
Katóda(-) Anoda(+)
e-
p+
e+ e-
1 eV
7
Typy urýchľovačov Linearny urýchlovač
Kruhový urýchľovač
- V +
Častice sa grupujú, pretože len tie, ktoré narazia na vhodnú polaritu idú ďalej.
Trubice majú zväčšujúcu sa dĺžkuaby zrýchľujúce častice boli Synchronizované so zmenou polarity.
Princíp snchrontronu
V Collideru, zhluky častíc/antičastíc lietajú v kruhu opačným smerom.
Urýchľovač LHC
Super conducting magnets – keep beam inside circle
RF Acceleration: multiple application of the same acceleration voltage; brilliant idea to gain higher energies
9
Heat exchanger
Superconducting coilsBeam pipe
(1015 H2/m3)
Vacuum vessel (10-6
mbar)
Beamscreen
Collars
Iron yoke
Dipole bus-bars
Quadrupole bus-bars
L ~ 15 m8.3 T, 11.87 kAT = 1.9 K, ~27.5 ton
Thermal shield
LHC: The -1232- Main Dipole MagnetsLHC: The -1232- Main Dipole Magnets
required field quality:ΔB/B=10 -4
6 µm Ni-Ti filament
1 mm
10
11
Urýchľovače a LHC experimenty v CERN
Energia:
Linac 50 MeV
PSB 1.4 GeV
PS 28 GeV
SPS 450 GeV
LHC 7 TeV
Častice sú urýchľované postupnev niekoľkých urýchľovačoch.
Urýchľujú sa protóny alebo jadrá olova.
2808 zhlukov po 1011 protónoch I = 0.5 ACelková energie v zväzku: Etot = 3 x 1014 x 7 TeV ~= 300 MJ Energia súpravy TGV pri plnej rýchlosti
Parametre LHC
Ako zmerať vlastnosti častíc po zrážke
• Skúmame udalosti ktoré trvajú fm/c v rozmeroch niekoľko fm
• Čo môžeme vidieť sú častice, čo vyletia von
• Pri jednej zrážke môže vzniknúť tisíce častíc
• Musíme určiť typ častice pión, kaón a pod.
• Musíme určiť energiu, hybnosť
• Preto staviame systémy detektorov napr. ALICE
http://en.wikipedia.org/wiki/A_Large_Ion_Collider_Experiment
http://petermccready.com/
15
ALICE Central Detectors:Inner Tracking SystemTime Projection ChamberTime-of-FlightTransition Radiation Detector*
Spectrometers:RICHPhoton MultiplicityForward MultiplicityPhoton SpectrometerMuon Spectrometer
Calorimeters:Zero Degree CalorimeterEM Calorimeter* 3
Zhrnutie
• Pre skúmanie mikrosveta sú nutné vysoké energie
• Nutnosť budovať urýchľovače
• Elektrické pole urýchľuje, magnetické pole drží v kruhu
• Na skúmanie vlastností hmoty nutné zaznamenať tisíce častíc
• Nutnosť budovať detekčné systémy ALICE