콤팩트 Muon 솔레노이드

Compact Muon Solenoid

좌표:46°18°34°N 6°4°37°E/46.30944°N 6.07694°E/ 46.30944; 6.07694

대형 강입자 가속기
(LHC)
LHC.svg
LHC 실험
지도책트로이덜 LHC 장치
CMS콤팩트 Muon 솔레노이드
LHCbLHC뷰티
앨리스야.대형 이온 충돌기 실험
토템총단면, 탄성산란 및 회절해리
LHCfLHC 전송
모달LHC의 모노폴 및 외전 검출기
고속ForWard 검색 ExpeRiment
SND산란 및 중성미자 검출기
LHC 프리액셀러레이터
p와 Pb양성자(Linac 4) 및 리드(Linac 3)용 선형 가속기
(마크 없음)양성자 싱크로트론 부스터
PS양성자 싱크로트론
SPS슈퍼 프로톤 싱크로트론
배럴 섹션을 통과하는 CMS 엔드캡의 보기.오른쪽 아래에 있는 사다리는 축척한 느낌을 준다.

소형 Muon Solenoid(CMS) 실험은 스위스 및 프랑스의 CERN에 있는 대형 강입자 충돌기(LHC)에 구축된 두 개의 대형 범용 입자 물리학 검출기 중 하나입니다.CMS 실험의 목표는 힉스 입자의 탐색, 추가 차원, 그리고 암흑 물질을 구성할 수 있는 입자를 포함한 광범위한 물리학을 조사하는 것입니다.

CMS는 길이 21m, 직경 15m, 무게 약 14,000톤이다.[1]206개 과학 기관과 47개국을 대표하는 4,000명 이상의 사람들이 CMS 협업을 형성하고 있으며,[2] CMS는 현재 검출기를 제작하고 운용하고 있다.그것은 제네바 국경 바로 건너편에 있는 프랑스 세시의 동굴에 위치해 있다.2012년 7월 ATLAS와 함께 CMS는 힉스 입자를 [3][4][5]잠정적으로 발견했다.2013년 3월까지 그 존재가 확인되었다.[6]

배경

현재는 해체된 대형 전자-양전자 충돌기 및 CERN의 새로 개조된 대형 강입자 충돌기(LHC)와 같은 최근의 충돌기 실험과 최근 폐쇄된 페르미랍의 테바트론(2011년 10월 기준)은 입자 물리 표준 모델의 놀라운 통찰력과 정밀 테스트를 제공했습니다.이러한 실험(특히 LHC)의 주요 성과는 기본 [7]입자의 질량에 대한 설명을 제공하는 힉스 메커니즘에서 생성된 입자인 표준 모델 힉스 입자와 일치하는 입자를 발견한 것입니다.

하지만, 미래의 충돌기 실험들이 해답을 찾기를 바라는 많은 질문들이 여전히 있다.여기에는 높은 에너지에서 표준 모델의 수학적 거동의 불확실성, 제안된 암흑 물질 이론의 테스트(초대칭 포함), 우주에서 관측된 물질과 반물질의 불균형의 이유가 포함됩니다.

물리 목표

지하 100m의 CMS 검출기 파노라마.

이 실험의 주요 목표는 다음과 같습니다.

  • TeV 척도로 물리학을 탐구하다
  • CMS와 ATLAS에 의해 이미 발견된 힉스 입자의 특성을 더 연구하기 위해
  • 초대칭성 또는 추가 차원 등 표준 모델을 벗어난 물리학의 증거를 찾다
  • 중이온 충돌의 양상을 연구하기 위해서요

LHC 링의 반대편에 있는 ATLAS 실험은 유사한 목표를 염두에 두고 설계되었으며, 두 실험은 도달 범위를 확장하고 발견의 확증을 제공하기 위해 서로 보완하도록 설계되었습니다.CMS와 ATLAS는 목표를 달성하기 위해 서로 다른 기술적 솔루션과 검출기 자석 시스템의 설계를 사용한다.

디텍터 요약

CMS는 LHC 입자 가속기의 질량 중심 에너지인 0.9-13TeV에서 양성자 충돌의 많은 측면을 연구할 수 있는 범용 검출기로 설계된다.

CMS 검출기는 거대한 솔레노이드 자석 주위에 구축되어 있습니다.이것은 지구의 약 10만 배인 4테슬라 자기장을 생성하는 초전도 케이블의 원통형 코일 형태를 취합니다.자기장은 검출기 무게 12500t의 대부분을 구성하는 강철 '요크'에 의해 제한된다.CMS 검출기의 특이한 특징은 LHC 실험의 다른 거대 검출기처럼 지하에 조립되는 대신 지표면에 조립된 후 15개 구역에서 지하로 내려와서 재조립했다는 것이다.

여기에는 광자, 전자, 뮤온 및 기타 충돌 생성물의 에너지와 운동량을 측정하도록 설계된 서브시스템이 포함되어 있습니다.가장 안쪽 층은 실리콘 기반 트래커입니다.주변에는 반짝이는 결정 전자 열량계가 있으며, 그 자체는 하드론용 표본 열량계로 둘러싸여 있습니다.Tracker(트래커) 및 열량 측정은 3.8T의 강력한 자기장을 생성하는 CMS Solenoid(CMS 솔레노이드) 내부에 맞도록 소형입니다.자석 외부에는 자석의 리턴 요크 내부에 있는 대형 뮤온 검출기가 있습니다.

CMS 디텍터의 절단 다이어그램

레이어별 CMS

CMS 디텍터에 대한 전체 기술 세부 정보는 기술 설계 보고서를 참조하십시오.(기술 설계 보고서)[8]를 참조하십시오.

교호작용 점

이는 LHC의 두 역회전 빔 사이에서 양성자-양성자 충돌이 발생하는 검출기 중앙의 지점이다.검출기 자석의 각 끝에서 빔의 초점을 상호 작용 포인트로 맞춥니다.충돌 시 각 빔의 반지름은 17μm이고 빔 간의 교차각은 285μrad입니다.

전체 설계 광도에서 두 LHC 빔 각각은 1.15×1011 양성자 2,808 묶음을 포함합니다.교차 간격은 25ns이지만, 인젝터 자석이 활성화 및 비활성화될 때 빔의 간격 때문에 초당 충돌 횟수는 3,160만 회에 불과합니다.

최대 밝기에서 각각의 충돌은 평균 20개의 양성자-양성자 상호작용을 일으킨다.충돌은 8TeV의 질량 에너지 중심에서 발생합니다.단, 전기 약자 규모의 물리학 연구의 경우 산란 이벤트는 각 양성자의 단일 쿼크 또는 글루온에 의해 시작되므로 각 충돌에 관련된 실제 에너지는 이러한 쿼크와 글루온(부분 분포 함수에 의해 결정됨)에 의해 공유되기 때문에 낮아진다.

2008년 9월에 실시된 첫 번째 테스트는 10TeV의 낮은 충돌 에너지로 작동될 것으로 예상되었으나 2008년 9월 19일 종료로 인해 중단되었다.이 목표 수준에 있을 때, LHC는 각 빔의 양성자 다발과 다발당 양성자 다발이 적기 때문에 광도가 현저히 감소합니다.번치 주파수가 감소하면 교차각을 0으로 줄일 수 있습니다.번치는 실험용 빔피프의 2차 충돌을 방지할 수 있을 만큼 간격이 충분하기 때문입니다.

레이어 1 – 트래커

입자의 운동량은 충돌의 핵심에서 일어나는 사건들의 그림을 만드는 데 매우 중요하다.입자의 운동량을 계산하는 한 가지 방법은 자기장을 통과하는 입자의 경로를 추적하는 것입니다. 경로가 더 구부러질수록 입자의 운동량은 줄어듭니다.CMS Tracker(CMS 트래커)는 여러 주요 지점에서 하전 입자의 위치를 찾아 하전 입자가 이동한 경로를 기록합니다.

추적기는 고에너지 뮤온, 전자, 강입자(쿼크로 이루어진 입자)의 경로를 재구성할 수 있을 뿐만 아니라 물질과 반물질 간의 차이를 연구하는데 사용될 아름다움이나 "b 쿼크"와 같은 매우 짧은 입자의 붕괴에서 오는 흔적을 볼 수 있다.

Tracker는 파티클 경로를 정확하게 기록해야 하며 파티클을 가능한 한 적게 방해할 수 있도록 경량이어야 합니다.이 기능은 위치 측정을 매우 정확하게 수행하므로 몇 가지 측정 지점만 사용하여 트랙을 안정적으로 재구성할 수 있습니다.각 측정은 사람 머리카락 폭의 몇 분의 1인 10µm까지 정확합니다.또한 검출기의 가장 안쪽 층이며 따라서 가장 많은 양의 입자를 받습니다. 따라서 건축 자재는 [9]방사선에 저항하기 위해 신중하게 선택되었습니다.

CMS Tracker는 완전히 실리콘으로 구성되어 있습니다. 검출기의 가장 핵심에 위치하며 입자의 가장 높은 강도를 처리하는 픽셀과 이를 둘러싼 실리콘 마이크로스트립 검출기입니다.미립자가 트래커를 통과할 때 픽셀과 마이크로스트라이프가 미세한 전기 신호를 생성하여 증폭 및 검출합니다.트래커는 테니스 코트 크기의 영역을 커버하는 센서를 사용하며, 7500만 개의 개별 전자 판독 채널이 있습니다. 픽셀 검출기에는 평방 센티미터당 약 6,000개의 연결부가 있습니다.

CMS 실리콘 트래커는 중앙 영역의 14개 층과 엔드 캡의 15개 층으로 구성됩니다.가장 안쪽에 있는 4개의 레이어(최대 16cm 반경)는 100 × 150μm 픽셀, 총 1억2400만 개로 구성됩니다.2017년 CMS 단계 1 업그레이드의 일환으로 픽셀 검출기가 업그레이드되었으며, 배럴과 엔드캡 모두에 레이어를 추가하고 빔 라인에 가장 안쪽 레이어를 1.5cm 더 가깝게 이동시켰다.[10]

다음 4층(최대 반경 55cm)은 10cm × 180μm 실리콘 스트립으로 구성되며, 나머지 6층인 25cm × 180μm 스트립은 반경 1.1m까지 이어집니다.총 960만 개의 스트립 채널이 있습니다.

전체 밝기 충돌 동안 이벤트당 픽셀 층의 점유율은 0.1%, 스트립 층에서는 1~2%가 될 것으로 예상된다.예상되는 HL-LHC 업그레이드는 과잉 점유로 인해 트랙 탐색 효과가 현저하게 감소하는 지점까지 상호작용의 수를 증가시킬 것입니다.Tracker의 성능과 방사선 허용 오차를 높이기 위해 업그레이드가 계획되어 있습니다.

검출기의 이 부분은 세계에서 가장 큰 실리콘 검출기입니다.7600만 [11]채널로 구성된 930만 개의 마이크로스트립 센서에 205m의2 실리콘 센서(테니스 코트 면적)를 갖추고 있습니다.

레이어 2 – 전자 열량계

ECAL(Electronagnetic Calorometer)은 전자와 광자의 에너지를 고정밀로 측정하도록 설계되었습니다.

ECAL은 텅스텐산납 PbWO4 결정으로 구성됩니다.이것은 매우 밀도가 높지만 광학적으로 투명한 물질로 고에너지 입자를 막는데 이상적입니다.텅스텐산납 결정은 주로 금속으로 이루어져 스테인리스강보다 무겁지만, 이 결정 형태의 산소의 접촉으로 매우 투명하고 전자와 광자가 통과할 때 반짝입니다.이것은 그것이 입자의 에너지에 비례하여 빛을 발생시킨다는 것을 의미한다.이러한 고밀도 결정은 빠르고 짧고 잘 정의된 광자 버스트에서 빛을 발생시켜 정밀하고 빠르고 상당히 콤팩트한 검출기를 가능하게 한다.방사 길이는 θ0 = 0.89cm이며, 광 수율이 빨라 1회 교차 시간(25ns) 내에 80%의 광 수율을 보인다.그러나 입사 에너지의 MeV당 30광자의 비교적 낮은 광수율에 의해 균형을 이룬다.사용된 크리스탈은 전면 크기 22mm × 22mm, 깊이 230mm입니다.광학적으로 격리된 상태를 유지하기 위해 탄소 섬유 매트릭스로 설정되며 판독을 위한 실리콘 눈사태 포토다이오드에 의해 뒷받침됩니다.

ECAL은 배럴 섹션과 두 개의 "엔드캡"으로 구성되어 트래커와 HCAL 사이에 레이어를 형성합니다.원통형 "배럴"은 36개의 "슈퍼 모듈"로 형성된 61,200개의 결정으로 구성되어 있으며, 각각 무게는 약 3톤이며 1,700개의 결정을 포함하고 있습니다.평평한 ECAL 엔드 캡은 양쪽 끝에서 배럴을 밀봉하며 약 15,000개의 추가 결정으로 구성됩니다.

공간 정밀도를 높이기 위해 ECAL에는 엔드캡 앞에 있는 사전 공유기 검출기도 포함되어 있습니다.이를 통해 CMS는 단일 고에너지 광자(종종 흥미로운 물리학의 신호)와 덜 흥미로운 저에너지 광자의 근접 쌍을 구별할 수 있다.

캡의 끝부분에서 ECAL 내부 표면은 프리샤워 서브 검출기로 덮여 있으며, 2층의 실리콘 스트립 검출기와 인터리브된 2층의 납으로 구성됩니다.그것의 목적은 파이온 광자 판별을 돕는 것이다.

레이어 3 – 하드로닉 열량계

하드론 열량계의 절반

하드론 열량계(HCAL)는 하드론, 쿼크와 글루온으로 만들어진 입자(예: 양성자, 중성자, 파이온, 카이온)의 에너지를 측정합니다.또한 중성미자와 같은 비상호작용, 비전하 입자의 존재에 대한 간접적인 측정을 제공합니다.

HCAL은 하이브리드 포토다이오드에 의해 파장 시프트 섬유를 통해 판독되는 플라스틱 섬광기 타일과 혼합된 고밀도 물질(황동 또는 강철) 층으로 구성된다.이 조합은 자석 코일 내부에서 흡수 재료를 최대한 많이 사용할 수 있도록 결정되었습니다.

의사 건전성영역( < < 5. 은 하드론 포워드(HF) 검출기에 의해 계측됩니다.상호 작용 지점의 양쪽에 11m에 위치한 이 시스템은 강철 흡수재와 석영 섬유의 약간 다른 기술을 사용하여 전방 정체 영역에서 입자를 더 잘 분리할 수 있도록 설계되었습니다.또한 HF는 CMS의 상대적 온라인 밝기 시스템을 측정하는 데 사용됩니다.

HCAL의 엔드캡에 사용된 놋쇠의 절반가량은 러시아 [12]포탄이었다.

레이어 4 – 자석

CMS 자석은 실험이 이루어지는 중심 장치이며, 지구보다 10만 배 강한 4테슬라 자기장을 가지고 있다.CMS에는 큰 솔레노이드 자석이 있습니다.이를 통해 입자가 자기장에서 따르는 곡선 트랙에서 입자의 전하/질량 비율을 결정할 수 있습니다.그것은 길이 13m, 직경 6m이며, 냉장 초전도 니오브-티타늄 코일은 원래 4T 자기장을 생성하기 위한 것이었다.수명 [13]극대화를 위해 전체 설계 강도가 아닌 3.8T로 작동 영역을 축소했습니다.

자석의 인덕턴스는 14Ω이고 4T의 공칭 전류는 19,500A이며, 총 저장 에너지는 2.66GJ로 TNT의 약 절반에 해당합니다.자석이 담금질할 때 이 에너지를 안전하게 소멸시키는 덤프 회로가 있습니다.회로 저항(주로 전력 변환기에서 크라이오스타트로의 케이블만)의 값은 0.1MΩ으로 회로 시간 정수는 거의 39시간입니다.이는 CERN의 모든 회로 중 가장 긴 시간 상수입니다.3.8T의 작동 전류는 18,160A이며 저장된 에너지는 2.3GJ입니다.

큰 자석의 역할은 LHC의 고에너지 충돌에서 발생하는 입자의 경로를 구부리는 것입니다.입자가 운동량을 많이 가질수록 그 경로는 자기장에 의해 휘어지기 때문에 그 경로를 추적하면 운동량을 측정할 수 있습니다.CMS는 고강도 자기장이 경로를 더 많이 구부리고 트래커와 뮤온 검출기의 고정밀 위치 측정과 조합하여 고에너지 입자의 운동량을 정확하게 측정할 수 있기 때문에 가능한 한 강력한 자석을 갖는 것을 목표로 시작되었습니다.

트래커 및 열량계 검출기(ECAL 및 HCAL)는 자석 코일 내부에 딱 맞으며 뮤온 검출기는 자석 코일을 둘러싸고 필드를 포함 및 안내하는 12면 철 구조로 인터리빙됩니다.세 개의 층으로 구성된 이 "리턴 요크"는 직경이 14미터에 이르며 필터 역할도 하며 뮤온과 중성미자와 같은 약하게 상호작용하는 입자만 통과시킵니다.이 거대한 자석은 또한 실험의 대부분의 구조적 지지대를 제공하며, 자기장의 힘을 견디기 위해서는 그 자체가 매우 강해야 한다.

레이어 5 – 뮤온 검출기 및 리턴 요크

Compact Muon Solenoid(컴팩트 뮤온 솔레노이드)라는 이름에서 알 수 있듯이 뮤온 검출은 CMS의 가장 중요한 작업 중 하나입니다.뮤온은 전자와 양전자와 비슷하지만 200배는 더 큰 하전입자입니다.우리는 그것들이 많은 잠재적인 새로운 입자의 붕괴에서 생성될 것으로 예상한다. 예를 들어, 힉스 보손의 가장 명확한 "징후" 중 하나는 4개의 뮤온으로 붕괴하는 것이다.

뮤온은 상호작용 없이 수 미터의 철을 투과할 수 있기 때문에 대부분의 입자와 달리 CMS의 열량계에 의해 정지되지 않습니다.따라서 뮤온을 검출하는 챔버는 신호를 등록할 가능성이 있는 유일한 입자인 실험의 가장자리에 배치됩니다.

뮤온을 식별하고 그 모멘타를 측정하기 위해 CMS는 드리프트 튜브(DT), 음극 스트립 챔버(CSC), 저항 플레이트 챔버(RPC) 및 가스 전자 증배기(GEM)의 세 가지 유형의 검출기를 사용합니다.DT는 중앙 배럴 영역에서 정확한 궤적 측정에 사용되며, CSC는 엔드 캡에 사용됩니다.RPC는 뮤온이 뮤온 검출기를 통과할 때 빠른 신호를 제공하며 배럴과 엔드 캡에 모두 장착됩니다.

드리프트 튜브(DT) 시스템은 검출기의 배럴 부분에서 뮤온 위치를 측정합니다.각 4cm 폭의 튜브에는 가스 부피 내에 늘어나는 와이어가 포함되어 있습니다.뮤온이나 하전 입자가 부피를 통과할 때, 그것은 기체 원자의 전자를 떨어뜨린다.이것들은 양극으로 충전된 와이어에 도달하는 전기장을 따라갑니다.DT는 와이어 전자가 어디에 부딪혔는지(그림에서는 와이어가 페이지 안으로 들어가고 있음)와 와이어에서 멀어진 뮤온의 원래 거리(여기서는 수평 거리로 표시되고 튜브 내 전자의 속도에 소요 시간을 곱하여 계산됨)를 등록함으로써 뮤온의 위치에 대한 두 개의 좌표를 제공합니다.평균 2m x 2.5m 크기의 각 DT 챔버는 12개의 알루미늄 층으로 구성되어 있으며, 각각 최대 60개의 튜브가 있는 3개의 그룹으로 배열되어 있습니다. 중간 그룹은 빔과 평행한 방향을 따라 좌표를 측정하고 두 개의 외부 그룹은 수직 좌표를 측정합니다.

캐소드 스트립 챔버(CSC)는 자기장이 고르지 않고 입자 속도가 높은 엔드캡 디스크에 사용됩니다.CSC는 가스 부피 내에서 음전하를 띤 구리 "음극" 스트립과 교차하는 양전하를 띤 "음극" 와이어의 배열로 구성됩니다.뮤온이 통과할 때, 그들은 가스 원자의 전자를 떨어뜨리고, 전자는 양극 전선으로 몰려들어 전자의 눈사태를 일으킨다.양이온은 와이어에서 구리 음극 쪽으로 이동하며 와이어 방향에 대해 직각으로 스트립에 전하 펄스를 유도합니다.스트립과 와이어는 수직이기 때문에 통과하는 입자마다 2개의 위치 좌표를 얻을 수 있습니다.정확한 공간 및 시간 정보를 제공할 뿐만 아니라 간격이 긴 와이어를 통해 CSC는 트리거링에 적합한 고속 검출기가 됩니다.각 CSC 모듈에는 6개의 레이어가 있어 뮤온을 정확하게 식별하고 트래커의 트랙과 트랙을 일치시킬 수 있습니다.

저항성 플레이트 챔버(RPC)는 DT 및 CSC와 병렬로 뮤온 트리거 시스템을 제공하는 고속 가스 검출기입니다.RPC는 2개의 병렬 플레이트로 구성되어 있습니다.양극 대전 및 음극 대전 음극은 모두 매우 높은 저항성 플라스틱 재료로 구성되며 가스 체적에 의해 분리됩니다.뮤온이 챔버를 통과할 때, 전자는 가스 원자로부터 떨어져 나옵니다.이 전자들은 차례로 전자의 눈사태를 일으키며 다른 원자와 충돌한다.전극은 신호(전자)에 대해 투명하며, 대신 작지만 정확한 시간 지연 후 외부 금속 스트립에 의해 포착됩니다.히트 스트립의 패턴은 뮤온 모멘텀을 빠르게 측정할 수 있으며, 이 모멘텀은 트리거에서 데이터를 유지할 가치가 있는지 여부를 즉시 결정하는 데 사용됩니다.RPC는 뛰어난 공간 분해능과 단 1나노초(10억분의 1초)의 시간 분해능을 결합합니다.

가스 전자 증배기(GEM) 검출기는 엔드캡의 기존 시스템을 보완하기 위해 CMS의 새로운 뮤온 시스템을 나타냅니다.전방 영역은 큰 방사선량과 높은 사건률의 영향을 가장 많이 받는 CMS의 부분이다.GEM 챔버는 추가 다중성 및 측정 지점을 제공하여 뮤온 트랙 식별을 개선하고 매우 전방 지역에서 더 넓은 커버리지를 제공합니다.CMS GEM 검출기는 각각 50μm 두께의 구리 첨가 폴리이미드 박인 세 개의 층으로 구성되어 있습니다.이들 챔버는 Ar/CO2 가스 혼합물로 채워져 있으며, 여기서 입사 뮤온으로 인한 1차 이온화가 발생하며, 이후 전자 눈사태가 발생하여 증폭된 [14]신호를 제공합니다.

데이터 수집 및 대조

패턴 인식

CMS에서 발견된 새로운 입자는 일반적으로 불안정하며 더 가볍고 안정적이며 더 잘 이해된 입자의 캐스케이드로 빠르게 변환됩니다.CMS를 통과하는 입자는 서로 다른 층에 특징적인 패턴 또는 '서명'을 남기므로 식별할 수 있습니다.그러면 새로운 입자의 존재 여부를 추론할 수 있습니다.

트리거 시스템

힉스 입자와 같은 희귀한 입자를 만들 수 있는 좋은 기회를 가지려면 매우 많은 충돌이 필요합니다.검출기의 대부분의 충돌 이벤트는 "부드럽고" 흥미로운 효과를 내지 못한다.각 교차로에서 발생하는 원시 데이터의 양은 약 1메가바이트로, 40MHz 교차 속도에서는 초당 40테라바이트의 데이터가 생성되며, 이 양은 실험이 적절하게 처리되기는커녕 저장할 수도 없는 양입니다.풀 트리거 시스템은 대상 이벤트의 속도를 관리 가능한 초당 1,000까지 낮춥니다.

이를 위해 일련의 "트리거" 단계가 사용됩니다.각 교차점의 모든 데이터는 검출기 내의 버퍼에 저장되며, 소량의 핵심 정보는 고에너지 제트, 뮤온 또는 손실 에너지와 같은 관심 특징을 식별하기 위한 빠르고 대략적인 계산을 수행하기 위해 사용된다.이 "레벨 1" 계산은 약 1µs로 완료되며 이벤트 속도는 50kHz까지 약 1,000배 감소합니다.이러한 계산은 모두 재프로그래밍 가능한 Field-Programmable Gate Array(FPGA)를 사용하여 고속 커스텀하드웨어에서 이루어집니다.

수준 1 트리거에 의해 이벤트가 통과된 경우 디텍터에 버퍼링된 모든 데이터는 광섬유 링크를 통해 일반 컴퓨터 서버에서 실행되는 소프트웨어(주로 C++로 작성됨)인 "상위 수준" 트리거로 전송됩니다.High Level 트리거의 이벤트 속도가 낮으면 레벨 1 트리거보다 훨씬 자세한 이벤트 분석을 수행할 수 있습니다.High Level 트리거는 이벤트환율을 100에서 1,000 이벤트/초까지 더 낮춥니다.그런 다음 나중에 분석할 수 있도록 테이프에 저장합니다.

데이터 분석

트리거 단계를 통과하여 테이프에 저장된 데이터는 그리드를 사용하여 전 세계 추가 사이트에 복제되어 보다 쉽게 액세스하고 이중화할 수 있습니다.그런 다음 물리학자들은 그리드를 사용하여 데이터에 액세스하고 분석을 실행할 수 있습니다.

CMS에서는 다음과 같은 광범위한 분석이 수행됩니다.

  • 표준 모델 입자의 정밀 측정을 수행하여 이러한 입자에 대한 지식을 넓히고 검출기를 보정하고 다양한 구성 요소의 성능을 측정할 수 있습니다.
  • 누락된 횡단 에너지가 많은 이벤트 검색. 이는 서명을 남기지 않고 검출기를 통과한 입자의 존재를 의미합니다.표준 모델에서는 중성미자만 검출기를 통과하지만, 광범위한 표준 모델 이론에는 새로운 입자가 포함되어 있어 횡단 에너지가 누락된다.
  • 부모의 다양한 특성과 질량을 결정하기 위해 부모의 붕괴에 의해 생성된 입자 쌍의 운동학을 연구합니다. 예를 들어 Z 보손이 전자 쌍으로 붕괴하거나 타우 렙톤 또는 광자 쌍으로 붕괴하는 힉스 보손입니다.
  • 충돌한 양성자의 파톤(쿼크와 글루온)이 상호작용하는 방식을 연구하거나 하드론 최종 상태에서 나타나는 새로운 물리학의 증거를 찾기 위해 입자 제트를 살펴봅니다.
  • (많은 새로운 물리학 이론에서 예측되는) 높은 입자 다중성 최종 상태를 찾는 것은 중요한 전략입니다. 왜냐하면 일반적인 표준 모델 입자는 많은 수의 입자를 포함하는 경우가 매우 드물고 그러한 과정을 잘 이해하기 때문입니다.

마일스톤

1998 CMS를 위한 표면 건물 건설이 시작됩니다.
2000 LEP가 셧다운되고 동굴 건설이 시작됩니다.
2004 동굴이 완성되었습니다.
2008년 9월 10일 CMS의 첫 번째 빔.
2009년 11월 23일 CMS에서 첫 번째 충돌.
2010년 3월 30일 CMS에서 처음 7개의 TeV 양성자-양성자 충돌
2010년 11월 7일 CMS에서의 [15]첫 납 이온 충돌.
2012년 4월 5일 CMS에서 [16]처음 8개의 TeV 양성자-양성자 충돌
2012년 4월 29일 2011년 이곳에서 생성된 첫 번째 새로운 입자인 들뜬 중성 Xi-baryon의 발견 발표.
2012년 7월 4일 Joe Incandela 대변인(UC Santa Barbara)은 세미나 및 웹캐스트에서 약 125 GeV의 입자에 대한 증거를 발표했습니다.이것은 "힉스 입자와 일치합니다."이후 몇 년간의 추가 업데이트는 새롭게 발견된 입자가 힉스 [17]입자인 것을 확인시켜 주었다.
2013년 2월 16일 LHC 'Run 1'의 종료(2009–[18]2013).
2015년 6월 3일 충돌 에너지가 [19]13TeV 증가된 LHC 'Run 2'의 시작.
2018년 8월 28일 힉스 입자가 바닥 쿼크 [20]쌍으로 붕괴하는 것을 관찰합니다.
2018년 12월 3일 LHC '실행 2'[21]의 계획된 종료.
2021년 3월 3일 CERN Long Shutdown 2의 계획된 종료와 LHC 'Run 3'[22]의 계획된 시작.
  • Computer-generated event display of protons hitting a tungsten block just upstream of CMS on the first beam day, September 2008

    2008년 9월 첫 빔 데이에 CMS 상류에 있는 텅스텐 블록에 양성자가 충돌하는 컴퓨터 생성 이벤트 디스플레이

어원학

콤팩트 뮤온 솔레노이드(Compact Muon Solenoid)라는 용어는 검출기의 비교적 콤팩트한 크기, 뮤온을 검출한다는 사실 및 검출기 [23]내 솔레노이드의 사용에서 유래합니다."CMS"는 또한 입자 물리학에서 중요한 개념인 질량 중심계를 참조합니다.

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메모들

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  3. ^ Biever, C. (6 July 2012). "It's a boson! But we need to know if it's the Higgs". New Scientist. Retrieved 2013-01-09. 'As a layman, I would say, I think we have it,' said Rolf-Dieter Heuer, director general of CERN at Wednesday's seminar announcing the results of the search for the Higgs boson. But when pressed by journalists afterwards on what exactly 'it' was, things got more complicated. 'We have discovered a boson – now we have to find out what boson it is'
    Q: 'If we don't know the new particle is a Higgs, what do we know about it?' We know it is some kind of boson, says Vivek Sharma of CMS [...]
    Q: 'are the CERN scientists just being too cautious? What would be enough evidence to call it a Higgs boson?' As there could be many different kinds of Higgs bosons, there's no straight answer.
    [emphasis in original]
  4. ^ Siegfried, T. (20 July 2012). "Higgs Hysteria". Science News. Retrieved 2012-12-09. In terms usually reserved for athletic achievements, news reports described the finding as a monumental milestone in the history of science.
  5. ^ Del Rosso, A. (19 November 2012). "Higgs: The beginning of the exploration". CERN Bulletin. Retrieved 2013-01-09. Even in the most specialized circles, the new particle discovered in July is not yet being called the “Higgs boson". Physicists still hesitate to call it that before they have determined that its properties fit with those the Higgs theory predicts the Higgs boson has.
  6. ^ O'Luanaigh, C. (14 March 2013). "New results indicate that new particle is a Higgs boson". CERN. Retrieved 2013-10-09.
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  23. ^ Aczel, Ammir D. "창작시 현재:힉스 입자의 발견.랜덤하우스, 2012

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외부 링크

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