Detektor ALFA-ATLAS v CERNu Libor Nožka Společná laboratoř optiky UP a FZÚ AV ČR Přeji dobrý den, chtěl bych vás v mé přednášce seznámit co se děje na poli poznávání těch nejzákladnějších tajemství naší přírody a totiž samotných stavebních kamenů hmoty.

Bakalářský Seminář, Olomouc, Prosinec 2011 Urychlovač LHC (CERN) Jak jste možná v minulosti postřehli, v září roku 2008 byl poblíž Ženevy ve Švýcarsku spuštěn nový urychlovač LHC, který vzbudil hodně pozornosti a dokonce mezi mnohými i strach. 7. prosince 2011 Bakalářský Seminář, Olomouc, Prosinec 2011

Bakalářský Seminář, Olomouc, Prosinec 2011 Srážeč LHC v CERNu 8,6 km ~ 100 m ø3,8 m V roce 2000 byl velký urychlovač LEP v CERNu rozmontován a do minulého roku byl v uvolněném tunelu sestavován LHC, který je nastaven na energie 14 TeV (7000 GeV) při srážkách mezi protony. Tunel LHC má tedy obvod 27 km, je v hloubce přibližně 100 m na hranicích mezi Švýcarskem a Francií. Průměr tunelu 3,8m a na tomto obrázku si můžeme všimnout jak vypadá řez tubusem urychlovače. Zde si všimněte dvou trubic, kterými jsou proti sobě vedeny protonové svazky, dále tu je vidět vedení tepelného výměníku, vedení spojovacích kabelů mezi magnety apod. Celkem se o udržování svázků stará 1624 (1232 dipólových a 392 kvadrupólových) magnetů, z toho 1600 chlazených kapalným héliem. 7. prosince 2011 Bakalářský Seminář, Olomouc, Prosinec 2011

Bakalářský Seminář, Olomouc, Prosinec 2011 Struktura LHC Na tomto slajdu vidíme schéma urychlovače. Urychlovač je schématicky rozdělen do osmi segmentů. V segmentech 2 a 8 jsou do prstence urychlovače vstřikovány z předurychlovačů (SPS). V segmentu 4 se nachází dvě urychlovací kavity, o kterých jsem se zmínil před chvílí, zde tedy dochází k urychlování protonových svazků. Svazek se nechá obíhat a urychlovat 10-20 hodin před navedením na srážku. V segmentech 5, 8, 1 a 2 se nachází 4 místa srážek, kolem kterých jsou vybudované velké detektory. Detektor CMS (Compact Muon Solenoid) jedním ze dvou víceúčelových detektorů a je určen pro nalezení Higssovy častice, původu temné hmoty ve vesmíru a pro studium srážek těžkých iontů. Detektor LHCb (Large Hadron Collider Beauty) je navržen pro studium vztahů mezi hmotou a antihmotou, především proč je dnešní svět obklopem drtivou většinou z normální hmoty, studium slabých sil. Nejproklamovanějším detektorem je detektor ATLAS, o kterém si řekneme v dalším něco víc. Je navržen pro víceúčelové použití. Jeho hlavním cílem bude detekce Higgsovy částice, určování vztahů mezi hmotou a antihmotou, upřesnění hmotností kvarků, a objevování nových částic. Detektor ALICE je optimalizován pro studium chování hmoty za extrémně vysoké hustotě při srážkách těžkých iontů olova. Trochu s nadsázkou se dá mluvit o tom, že se v tomto místě bude modelovat velký třesk vesmíru. Právě tento experiment vyvolává obavy části veřejnosti z ohrožení naší planety. Vedle těchto hlavních detektorů jsou na LHC instalovány další dva detektory: TOTEM (u CMS) pro studium rozptylů při srážkách mezi protony, a LHCf (LHC Forward, u ATLASu) pro studium neutronů a fotonů při srážkách mezi protony a má význam pro simulování spršek kosmického záření. 7. prosince 2011 Bakalářský Seminář, Olomouc, Prosinec 2011

Bakalářský Seminář, Olomouc, Prosinec 2011 Detektory ALFA - HW 240 m Kolem detektoru ATLAS se nachází několik pomocných detektorů, které slouží k poskytování dodatečných informací pro hlavní detektor pro zpřesněné vyhodnocování naměřených dat. Jedním z nich je detektor ALFA, který sestává z celkem 4 stanic. Každá stanice obsahuje dva detektory, které se nazývají Římské hrnce. Jádrem každého hrnce je soustava 10ti desek s optickými vlákny. Na každé desce je z obou stran nalepeno 64 vláken. Každým průletem částice vláknem se vytvoří foton, který se detekuje fotonásobiči. Zde je foto z testování detektoru na podzim minulého roku na pomocném urychlovači v CERNu. 7. prosince 2011 Bakalářský Seminář, Olomouc, Prosinec 2011

Bakalářský Seminář, Olomouc, Prosinec 2011 Detektory ALFA - SW měření tvoří 18 MB/s (500 událostí/s) dat pro ALFA detektory vytvořeny nové balíčky pro řízení rekonstrukce a analýzy data je třeba zpracovat, práce pod OS Linux (SL v6.X), C++ a Python, úložiště SVN pracujeme na modelech detektorů, sw pro zpracování dat, model přenosu svazku urychlovačem Kolem detektoru ATLAS se nachází několik pomocných detektorů, které slouží k poskytování dodatečných informací pro hlavní detektor pro zpřesněné vyhodnocování naměřených dat. Jedním z nich je detektor ALFA, který sestává z celkem 4 stanic. Každá stanice obsahuje dva detektory, které se nazývají Římské hrnce. Jádrem každého hrnce je soustava 10ti desek s optickými vlákny. Na každé desce je z obou stran nalepeno 64 vláken. Každým průletem částice vláknem se vytvoří foton, který se detekuje fotonásobiči. Zde je foto z testování detektoru na podzim minulého roku na pomocném urychlovači v CERNu. 7. prosince 2011 Bakalářský Seminář, Olomouc, Prosinec 2011