Experiment LHCb - LHCb experiment

Souřadnice: 46 ° 14'27,64 ″ severní šířky 6 ° 5'48,96 ″ východní délky / 46,2410111 ° N 6,0969333 ° E / 46.2410111; 6.0969333

Velký hadronový urychlovač
(LHC)
LHC.svg
LHC experimenty
ATLASToroidní LHC zařízení
CMSKompaktní muonový solenoid
LHCbLHC-krása
ALICEVelký experiment s iontovým urychlovačem
TOTEMCelkový průřez, pružný rozptyl a difrakční disociace
LHCfLHC vpřed
MOEDALDetektor monopole a exotiky na LHC
FASERExpeRiment vyhledávání ForwArd
Předrychlovače LHC
p a PbLineární urychlovače pro protony (Linac 2) a Vést (Linac 3)
(neoznačeno)Proton Synchrotron Booster
PSProtonový synchrotron
SPSSuper protonový synchrotron

The LHCb (Velká krása Hadron Collider) experiment je jedním z osmi experimentů detektorů fyziky částic, které shromažďují data na internetu Velký hadronový urychlovač na CERN. LHCb je specializovaná b-fyzika experiment, určený především k měření parametrů Porušení CP v interakcích b-hadrony (těžké částice obsahující a spodní tvaroh ). Takové studie mohou pomoci vysvětlit asymetrie hmoty a antihmoty vesmíru. Detektor je také schopen provádět měření výrobních průřezů, exotický hadron spektroskopie, kouzlo fyzika a elektroslabý fyzika v přední oblasti. Spolupráce LHCb, která stavěla, provozovala a analyzovala data z experimentu, je složena z přibližně 1260 lidí ze 74 vědeckých ústavů zastupujících 16 zemí.[1] Chris Parkes[2] uspěl 1. července 2020 jako mluvčí spolupráce pro Giovanni Passaleva (mluvčí 2017-2020).[3] Experiment se nachází v bodě 8 v tunelu LHC poblíž Ferney-Voltaire, Francie těsně za hranicí od Ženeva. Malý) Experiment MoEDAL sdílí stejnou jeskyni.

Fyzikální cíle

Experiment má široký fyzikální program pokrývající mnoho důležitých aspektů silné chuti (obojí krása a kouzlo), elektroslabý a kvantová chromodynamika (QCD) fyzika. Bylo identifikováno šest klíčových měření zahrnujících B mesony. Ty jsou popsány v cestovní mapě[4] které tvoří základní fyzikální program pro první vysokoenergetický LHC probíhající v letech 2010–2012. Obsahují:

  • Měření větvícího poměru vzácného Bs → μ+ μ− rozklad.
  • Měření dopředu-dozadu asymetrie mionového páru v neutrální proud měnící chuť Bd → K.* μ+ μ− rozklad. Takový neutrální proud měnící chuť nemůže nastat na úrovni stromu v Standardní model částicové fyziky a vyskytuje se pouze prostřednictvím Feynmanových diagramů typu box and loop; vlastnosti rozpadu mohou být silně upraveny novou fyzikou.
  • Měření Porušení CP fáze rozpadu Bs → J / ψ φ, způsobené interferencí mezi rozpady s nebo bez Bs oscilace. Tato fáze je jednou z pozorovatelných CP s nejmenší teoretickou nejistotou v EU Standardní model, a může být výrazně upraven novou fyzikou.
  • Měření vlastností radiačních rozpadů B, tj. Rozpadů B mesonu s fotony v konečných stavech. Konkrétně se jedná o znovu neutrální proud měnící chuť rozpadá se.
  • Stanovení stromové úrovně unitární trojúhelník úhel γ.
  • Charmless nabité dvě těla B se rozpadají.

Detektor LHCb

Skutečnost, že dva b-hadrony jsou převážně vyráběny ve stejném dopředném kuželu, je využívána v uspořádání detektoru LHCb. Detektor LHCb je jedním ramenem vpřed spektrometr s polárním úhlovým pokrytím od 10 do 300 miliradiáni (mrad) ve vodorovné poloze a 250 mrad ve svislé rovině. The asymetrie mezi vodorovnou a svislou rovinou je určena velká dipólový magnet s hlavní složkou pole ve svislém směru.

Logo spolupráce LHCb

Detektor LHCb podél ohybové roviny

Subsystémy

Detektor vrcholů (VELO) je postaven kolem oblasti interakce protonů.[5][6] Používá se k měření trajektorií částic v blízkosti bodu interakce, aby bylo možné přesně oddělit primární a sekundární vrcholy.

Detektor pracuje ve vzdálenosti 7 milimetrů (0,28 palce) od paprsku LHC. To znamená enormní tok částic; VELO bylo navrženo tak, aby vydrželo integrované vlivy více než 1014 p / cm2 ročně po dobu přibližně tří let. Detektor pracuje vakuum a je ochlazena na přibližně -25 ° C (-13 ° F) pomocí bifáze CO2 Systém. Data detektoru VELO jsou zesílena a čtena pomocí Brouk ASIC.

VELO

  • Lokátor vrcholů (VELO) během výstavby.

  • Jeden prvek VELO

Detektor RICH-1 (Kruhový zobrazovač Čerenkovův detektor ) je umístěn přímo za detektorem vrcholů. Používá se pro identifikace částic nízkýchhybnost stopy.

Hlavní sledovací systém je umístěn před a za dipólovým magnetem. Je zvyklý rekonstruovat trajektorie účtováno částice a měřit jejich hybnost. Sledovač se skládá ze tří subdetektorů:

  • Tracker Turicensis, detektor křemíkových proužků umístěný před dipólovým magnetem LHCb
  • Vnější Tracker. Detektor na bázi slámy umístěný za dipólovým magnetem zakrývajícím vnější část přijímače detektoru
  • Inner Tracker, detektor na bázi křemíkových proužků umístěný za dipólovým magnetem zakrývajícím vnitřní část přijímače detektoru

Sledováním sledovacího systému je RICH-2. Umožňuje identifikaci typu částic stop s vysokou hybností.

The elektromagnetické a hadronic kalorimetry poskytovat měření energie z elektrony, fotony, a hadrony. Tato měření se používají při spouštěcí úroveň identifikovat částice s velkou příčnou hybností (částice s vysokým Pt).

Mionový systém se používá k identifikaci a spoušť na miony v událostech.

Výsledek

Během běhu proton-proton v roce 2011 zaznamenal LHCb svítivost 1 fb−1 při energii 7 TeV. V roce 2012 asi 2 fb−1 byl sbírán při energii 8 TeV.[7] Tyto datové sady umožňují spolupráci provádět fyzikální program přesných testů standardního modelu s mnoha dalšími měřeními. Analýza vedla k důkazům o neutrální proud měnící chuť rozpad Bs → μ μ.[8] Toto měření ovlivňuje prostor parametrů supersymetrie. Kombinace s Kompaktní muonový solenoid (CMS) data z dokončeného běhu 8 TeV umožnila přesné měření podivného b-mezonu na dimuon větvící frakci. Porušení CP bylo studováno v různých systémech částic, jako je Bs, Kaons a D.0.[9] V roce 2014 byly pozorovány nové baryony Xi.[10] Analýza rozpadu spodní lambda baryony (Λ0
b) v experimentu LHCb také odhalil zjevnou existenci pentakvarky,[11][12] v čem byl popsán jako „náhodný“ objev.[13]

Viz také

Reference

  1. ^ „Organizace LHCb“.
  2. ^ Ana Lopes (2020-06-30). „Nový mluvčí pro spolupráci LHCb“. CERN. Citováno 2020-07-03.
  3. ^ „Giovanni Passaleva“. LHCb, CERN. Citováno 2020-07-03.
  4. ^ B. Adeva a kol. (Spolupráce LHCb) (2009). "Plán pro vybraná klíčová měření LHCb". arXiv:0912.4179 [hep-ex ].
  5. ^ [1], LHCb VELO (ze skupiny VELO)
  6. ^ [2] Veřejné stránky VELO
  7. ^ „Svítivost Run1“. Citováno 14.prosince 2017., 2012 LHC zářivost grafy
  8. ^ R. Aaij a kol. (Spolupráce LHCb) (2013). „První důkazy o rozpadu Bs→ μ+μ−". Dopisy o fyzické kontrole. 110 (2): 021801. arXiv:1211.2674. Bibcode:2013PhRvL.110b1801A. doi:10.1103 / PhysRevLett.110.021801. PMID  23383888.
  9. ^ "ArXiv Search".
  10. ^ „Experiment LHCb pozoruje dvě nové baryonové částice, které nikdy předtím nebyly vidět“. 19. listopadu 2014.
  11. ^ „Pozorování částic složených z pěti kvarků, stavů pentaquark-charmonium, viděno v Λ0
    b    → J / ψpK− rozpadá se "    . CERN / LHCb. 14. července 2015. Citováno 2015-07-14.
  12. ^ R. Aaij a kol. (Spolupráce LHCb) (2015). „Pozorování rezonancí J / consistentp v souladu se státy pentaquark v Λ0
    b    → J / ψK−p se rozpadá ". Dopisy o fyzické kontrole. 115 (7): 072001. arXiv:1507.03414. Bibcode:2015PhRvL.115g2001A. doi:10.1103 / PhysRevLett.115.072001. PMID  26317714.
  13. ^ G. Amit (14. července 2015). „Objev Pentaquark na LHC ukazuje dlouho hledanou novou formu hmoty“. Nový vědec. Citováno 2015-07-14.

externí odkazy