Эксперимент LHCb

редактировать
Эксперимент на Большом адронном коллайдере

Координаты : 46 ° 14 ′ 27,64 ″ N 6 ° 5'48,96 ″ E / 46,2410111 ° N 6,0969333 ° E / 46,2410111; 6.0969333

Большой адронный коллайдер. (LHC)
LHC.svg
Эксперименты на LHC
ATLAS Тороидальный прибор LHC
CMS Компактный мюонный соленоид
LHCb LHC-beauty
ALICE Эксперимент на большом ионном коллайдере
TOTEM Полное сечение, упругое рассеяние и дифракционная диссоциация
LHCf LHC-forward
MoEDAL Детектор монополей и экзотики На LHC
FASER ExpeRiment ForwArd Search
Предускорители LHC
p и PbЛинейные ускорители для протонов (Linac 2) и Lead (Linac 3)
(без маркировки)Протонный синхротронный ускоритель
PSПротонный синхротрон
SPSСуперпротонный синхротрон

LHCb (Большой адронный коллайдер beauty ) - это один из восьми экспериментов с детекторами физики элементарных частиц, в которых собираются данные на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН. LHCb - это специализированный эксперимент b-физики, разработанный в первую очередь для измерения параметров CP-нарушения во взаимодействиях b- адронов (тяжелых частиц, содержащих нижний кварк ). Такие исследования могут помочь объяснить асимметрию материи и антивещества Вселенной. Детектор также может выполнять измерения сечений образования, экзотической адронной спектроскопии, физики очарования и электрослабой физики в передней области. Коллаборация LHCb, которая построила, оперирует и анализирует данные эксперимента, состоит примерно из 1260 человек из 74 научных институтов, представляющих 16 стран. 1 июля 2020 г. стал официальным представителем по сотрудничеству (официальный представитель 2017-2020 гг.). Эксперимент проводится в точке 8 туннеля LHC рядом с Ферне-Вольтер, Франция, сразу за границей с Женевой. (Маленький) MoEDAL эксперимент находится в той же пещере.

Содержание

  • 1 Физические цели
  • 2 Детектор LHCb
    • 2.1 Подсистемы
  • 3 Результаты
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

Физические цели

Эксперимент имеет обширную физическую программу, охватывающую многие важные аспекты тяжелого вкуса (как красоты, так и обаяния), электрослабой физики и квантовой хромодинамики (КХД). Было идентифицировано шесть ключевых измерений с участием B-мезонов. Они описаны в дорожной карте, которая формирует основную физическую программу для первого высокоэнергетического LHC, работающего в 2010–2012 годах. В их число входят:

  • Измерение коэффициента ветвления редкого B s → μ μ-распада.
  • Измерение прямой-обратной асимметрии мюонной пары в изменяющем аромат нейтральный ток Bd→ K μ μ распад. Такой нейтральный ток, изменяющий аромат, не может возникать на уровне дерева в Стандартной модели физики элементарных частиц, а возникает только через прямоугольные и петлевые диаграммы Фейнмана; свойства распада могут быть сильно изменены с помощью новой физики.
  • Измерение CP-нарушающей фазы в распаде B s → J / ψ φ, вызванное интерференцией между затухает с Bsколебаниями и без и без них. Эта фаза является одной из наблюдаемых CP с наименьшей теоретической неопределенностью в Стандартной модели и может быть значительно изменена с помощью новой физики.
  • Измерение свойств радиационных B-распадов, то есть распадов B-мезонов с фотонами в конечных состояниях. В частности, это снова затухание нейтрального тока с изменением вкуса.
  • Определение на уровне дерева треугольника унитарности угла γ.
  • Безразлично заряженные два -тело B распадается.

Детектор LHCb

Тот факт, что два b-адрона преимущественно образуются в одном переднем конусе, используется в схеме детектора LHCb. Детектор LHCb представляет собой одноплечий передний спектрометр с полярным угловым охватом от 10 до 300 миллирадиан (мрад) в горизонтальной и 250 мрад в вертикальной плоскости. Асимметрия между горизонтальной и вертикальной плоскостями определяется большим дипольным магнитом с основной компонентой поля в вертикальном направлении.

Логотип коллаборации LHCb

Детектор LHCb вдоль плоскости изгиба

Подсистемы

Вершинный детектор (VELO) построен вокруг области взаимодействия протонов. Он используется для измерения траекторий частиц вблизи точки взаимодействия, чтобы точно разделить первичные и вторичные вершины.

Детектор работает на расстоянии 7 миллиметров (0,28 дюйма) от луча LHC. Это подразумевает огромный поток частиц; VELO был разработан, чтобы выдерживать интегральную плотность энергии более 10 п / см в год в течение примерно трех лет. Детектор работает в вакууме и охлаждается примерно до -25 ° C (-13 ° F) с использованием двухфазной системы CO2. Данные детектора VELO усиливаются и считываются Beetle ASIC.

VELO

Детектор RICH-1 (Кольцевой черенковский детектор ) расположен непосредственно после вершинного детектора. Он используется для идентификации частиц треков с низким импульсом.

Основная система слежения размещается до и после дипольного магнита. Он используется для восстановления траекторий заряженных частиц и измерения их импульсов. Трекер состоит из трех субдетекторов:

  • The Tracker Turicensis, кремниевый полосовой детектор, расположенный перед дипольным магнитом LHCb
  • The Outer Tracker. Детектор на основе соломенной трубки, расположенный после дипольного магнита, закрывающего внешнюю часть приемной части детектора
  • Внутренний трекер, детектор на основе кремниевой ленты, расположенный после дипольного магнита, закрывающего внутреннюю часть приемной части детектора

Далее система слежения - РИЧ-2. Это позволяет идентифицировать тип частиц треков с большим импульсом.

электромагнитные и адронные калориметры обеспечивают измерения энергии электронов, фотоны и адроны. Эти измерения используются на уровне триггера для идентификации частиц с большим поперечным импульсом (частицы с высоким содержанием Pt).

Система мюонов используется для идентификации и запуска на мюонов в событиях.

Результаты

Во время протон-протонного сеанса 2011 г. LHCb зарегистрировал светимость 1 фб при энергии 7 ТэВ. В 2012 г. было собрано около 2 фб при энергии 8 ТэВ. Эти наборы данных позволяют совместной работе выполнять физическую программу прецизионных испытаний Стандартной модели с множеством дополнительных измерений. Анализ привел к доказательству затухания нейтрального тока с изменением вкуса B s → μ μ. Это измерение влияет на пространство параметров суперсимметрии. Комбинация с данными компактного мюонного соленоида (CMS) из завершенного прогона 8 ТэВ позволила точно измерить долю ветвления от странного b-мезона до димюона. CP-нарушение было изучено в различных системах частиц, таких как B s, Kaons и D. Новые барионы Xi наблюдались в 2014 году. Анализ распада нижних лямбда-барионов (Λ. b) в LHCb Эксперимент также показал очевидное существование пентакварков, что было описано как «случайное» открытие.

См. также

Викискладе есть средства массовой информации, связанные с LHCb.

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-26 08:43:11
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте