헤르메틱 검출기

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입자물리학에서 헤르메틱 검출기(일명 4㎛ 검출기)는 상호작용 지점 주위의 면적을 가능한 한 크게 덮고 여러 종류의 하위 검출기를 통합하여 충돌기 내 아원자 입자 사이의 상호작용의 가능한 모든 붕괴 산물을 관찰하도록 설계된 입자 검출기다.그것들은 일반적으로 대략 원통형이며, 서로 다른 유형의 검출기가 동심층으로 감싸져 있다. 각 검출기 유형은 거의 모든 입자가 감지되고 식별될 수 있도록 특정 입자를 전문으로 한다.로 입자의 움직임은 그 방의 경계에 어떤 초월한 바다 표범 때문에 이동하지 않고 중단될 수 있기 때문, 생성된다 이러한 탐지기"밀폐형"[1]"4π 검출기"은 사실은 그러한 탐지기 거의 모든 상호 작용 지점 근처에서 견고한 각도의 4π steradians에 디자인된에서 오는 이름입니다;라고 불린다.i충돌기 물리학에 사용되는 표준 좌표계의 n개 항, ${\displaystyle \mathrm{이것}}$은 방위각의 전체 범위${\displaystyle }$ - ≤${\displaystyle }$≤ ${\displaystyle \varphi }$ { { {${\displaystyle }${ { { { ${$ { { {$\leq$ \$leq \pi$\leq \pi$$0 \ \ \ ${\displaystyle 0}$ ${\displaystyle 0}$ ${\displaystyle \{}$ { ${$ { { \ \$eta$ \$geq 0} )$와 같다.$$실제로 일정 임계값을 초과하는 유사성 입자는 빔 라인과 너무 평행하여 검출기를 통과할 수 있으므로 측정할 수 없다.관찰할 수 있는 유사성 범위에 대한 이 한계는 검출기 수용의 일부(즉, 관측할 수 있는 위상 공간의 범위)를 형성한다. 광범위하게 말하면, 헤르메틱 검출기의 주요 설계 목표는 수용도를 최대화하는 것이다. 즉 검출기가 포와 같은 위상 공간 영역을 측정할 수 있는지 확인하는 것이다.면책할 수

첫 번째 그러한 검출기는 스탠포드 선형 가속기 센터의 마크 I이었고, 기본 설계는 이후의 모든 충돌기 검출기에 사용되어 왔다.Mark I을 구축하기 전에는 검출기가 이 영역만 커버할 수 있도록 대부분의 입자 붕괴 제품이 상대적으로 낮은 횡방향 운동량(즉, 빔라인에 수직인 운동량)을 가질 것으로 생각되었다.그러나, Mark I과 후속 실험에서, Collider에서 대부분의 기본 입자 상호작용은 매우 큰 에너지 교환을 포함하며, 따라서 큰 횡방향 모멘텀a는 드물지 않다는 것을 알게 되었다. 이러한 이유로, 큰 각도 커버리지는 현대 입자 물리학에 매우 중요하다.

보다 최신의 밀폐 검출기에는 페르밀랍의 테바트론 가속기의 CDF 및 Dø 검출기와 CERN의 LHC의 ATLAS 및 CMS 검출기가 포함된다.이 기계들은 범용 검출기이기 때문에 밀폐 구조를 가지고 있는데, 이는 고에너지 물리학에서 광범위한 현상을 연구할 수 있다는 것을 의미한다.예를 들어, LHCb는 물리학 프로그램에 가장 관심이 높은 위상 공간 영역에 해당하기 때문에, 보다 전문화된 검출기가 반드시 헤르메틱 구조를 갖는 것은 아니다.

구성 요소들

밀폐 탐지기에는 세 가지 주요 구성 요소가 있다.안쪽에서부터, 첫번째는 추적기로서, 자기장에서 커브할 때 충전된 입자의 운동량을 측정한다.그 다음으로는 밀도 있는 물질로 흡수하여 대부분의 전하 입자와 중성 입자의 에너지를 측정하는 하나 이상의 칼로미터와 칼로리미터로 정지하지 않고 여전히 검출할 수 있는 한 가지 유형의 입자를 측정하는 뮤온 시스템이 있다.각 구성요소는 여러 개의 서로 다른 전문화된 하위 구성요소를 가질 수 있다.

추적자

검출기의 자기장은 로렌츠 힘을 통해 입자가 움직임에 수직인 방향으로 가속함으로써 입자가 회전하게 한다.추적 시스템은 자기장을 통해 이동하는 그러한 충전된 입자에 의해 추적되는 나선을 미세하게 분할된 검출 물질의 층, 보통 실리콘으로 된 층으로 우주에 위치시킴으로써 그 나선을 그린다.입자의 $곡률{\displaystyle }$ R ${\displaystyle R}$은(는) 빔에 수직인 운동량($즉{\displaystyle {}_{}}$, p T {\$displaystyle p_{T$에 비례한다$$(${\displaystyle p_{}}$${\displaystyle T_{}}$ = ${\displaystyle q}$ B R$${\$displaystyle p_{$T}).$T}=qBR}($여기서는 $q{\displaystyle }$ ${\displaystyle q}$이(가) 입자의 전하이고 B$${\$displaystyle B}$이($가{\displaystyle }$) 자기유도인 반면 빔 축 방향으로 표류하는 정도는 그 방향에서 탄력을 준다.

칼로리미터

칼로미터는 입자를 천천히 감소시키고 그 에너지를 물질로 흡수하여 그 에너지를 측정할 수 있게 한다.전자기적으로 상호작용하는 입자를 전문적으로 흡수하는 전자기 열량계와 강한 핵력을 통해 상호작용하는 하드론을 검출할 수 있는 하드론 열량계로 나뉜다.특히 무거운 중성 입자를 검출하려면 해드론 검출기가 필요하다.

무온계

알려진 모든 안정된 입자 중에서 뮤온과 중성미자만이 열량계를 통과하며 에너지의 대부분이나 전부를 잃지 않는다.중성미자는 하드론 물질과 교차하는 극히 작은 상호작용 때문에 충돌기 실험에서 직접 관찰할 수 없으며(예를 들어 검출기는 검출기로 구성된다), 그 존재는 사건의 다른 모든 입자가 설명되면 계산되는 소위 "누락" (횡단) 에너지로부터 유추되어야 한다.단, (충전되는) 뮤온은 캘리미터 밖의 추가 추적 시스템으로 측정할 수 있다.

입자식별

대부분의 입자는 각 검출기 하위 시스템에 남겨진 신호의 고유한 조합을 가지고 있어 다른 입자를 식별할 수 있다.예를 들어 전자가 충전되고 전자석이 상호 작용하기 때문에 추적기에 의해 추적된 다음 (전자기) 칼로리계에 모든 에너지를 축적한다.이와는 대조적으로 광자는 중립적이며 전자적으로 상호작용하기 때문에 선로를 떠나지 않고 열량계에 에너지를 축적한다.

참고 항목

• 그러한 검출기에 대한 자세한 설명을 위한 ATLAS 실험.
• 컴팩트 뮤온 솔레노이드: 이러한 검출기에 대한 정확한 설명

참조