ДЕЛЬФИ-эксперимент
| АЛЕФ | Аппарат для ЛЭП физики . |
|---|---|
| ДЕЛЬФИ | DE тектор с лептона , фотона и адрона - I идентификацией |
| ОПАЛ | Многоцелевой аппарат для LEP |
| Л3 | Третий эксперимент LEP |
DELPHI ( DEtector с идентификацией лептонов, фотонов и адронов ) был одним из четырех основных детекторов Большого электрон-позитронного коллайдера (LEP) в ЦЕРН , одного из крупнейших когда-либо созданных ускорителей частиц . Как и три других детектора, он записывал и анализировал результат столкновения сталкивающихся пучков частиц LEP. [1] [2] Особое внимание DELPHI уделялось идентификации частиц, трехмерной информации, высокой степени детализации (детализации) и точному определению вершин. [3]
Строительство
[ редактировать ]Строительство DELPHI началось в 1983 году и было завершено в 1988 году, а LEP был готов к вводу в эксплуатацию в 1989 году. [3] После завершения работы LEP в ноябре 2000 года большую часть DELPHI начали демонтировать, и демонтаж был завершен в сентябре 2001 года. [2] [4] Центральную часть сохранили и перенесли в неиспользуемое пространство (теперь это место проведения эксперимента LHCb), где она была подготовлена как «музейная» установка. [5]
Экспериментальная установка
[ редактировать ]DELPHI имел форму цилиндра длиной и диаметром более 10 метров, а вес - 3500 тонн. В процессе работы электроны и позитроны из ускорителя проходили через трубу, проходящую через центр цилиндра, и сталкивались в середине детектора. Продукты столкновения затем выходили из трубы и анализировались множеством субдетекторов, предназначенных для определения природы и траекторий частиц, образовавшихся в результате столкновения. [6]
Субдетекторы
[ редактировать ]
В ствольной части детектора имелось пять следящих детекторов: вершинный детектор (ВД), внутренний детектор (ИД), камера временной проекции (ТПК), внешний детектор (ОД) и бочковые мюонные камеры (МУБ). . [7]
VD — это усовершенствованный кремниевый детектор, расположенный ближе всего к точке столкновения и предназначенный для обеспечения точного отслеживания. [8] Короткоживущие частицы обнаруживаются путем экстраполяции треков обратно к точке взаимодействия . [6] В 1997 году была завершена модернизация ВД, чтобы он стал ствольной частью кремниевого трекера. [9]
Идентификатор между VD и TPC обеспечивает промежуточное положение и данные триггера. [10] Двумя частями детектора являются дрейфовая камера JET и триггерные слои (TL), которые создают точки на трек и охватывают полярный угол . [7] Газ, используемый в камере JET, в основном представляет собой CO 2 с небольшим количеством изобутана , что позволяет одновременно поступать сигналам, вызванным следами входящих частиц. [6]
TPC является основным устройством отслеживания DELPHI, которое также измеряет потерю энергии частиц (dE/dX). [11] ОД обеспечивает окончательные измерения направления после черенковского детектора Barrel Ring Imaging . [6]
DELPHI может использовать технику Ring Imaging Cherenkov для дифференциации вторичных заряженных частиц, образующихся в результате столкновений. [12] Это было сделано с использованием двух излучателей RICH с разными показателями преломления для идентификации частиц в разных диапазонах. Детектор Barrel-RICH и детектор Forward-RICH представляли собой два независимых детектора, охватывающих разные полярные углы. [13]
Следящие камеры
[ редактировать ]В передней части детектора также было четыре различных камеры слежения: передние камеры A (FCA) и B (FCB), самый передний трекер (VFT), передние мюонные камеры (MUF) и объемные мюонные камеры (SMC). . [6] [7] Передние камеры охватывали различные полярные углы передней части детектора. Мюонные камеры находились дальше всего от точки столкновения, поскольку мюоны могут проходить через калориметры . [6]
Калориметры и счетчики
[ редактировать ]
Система электромагнитной калориметрии состояла из двух сверхпередовых калориметров и двух малоугловых калориметров. Проекционная камера высокой плотности (ПВК) представляла собой цилиндрический электромагнитный калориметр, установленный внутри соленоида снаружи ОД. [14] Передний электромагнитный калориметр (FEMC) состоял из двух дисков диаметром 5 м, изготовленных из свинцового стекла . [15] Были установлены дополнительные сцинтилляторы , чтобы гарантировать, что фотоны высокой энергии не улетят. [6]
Адронный калориметр (HCAL) позволяет проводить калориметрические измерения энергии адронов. Это детектор отбора проб газа , который встроен в магнитное ярмо и охватывает определенную область полярного угла. [16]
Светимость измеряется с помощью плиточного калориметра с малым углом (STIC) и теггера с очень малым углом (VSAT). Для измерения светимости необходимо подсчитать количество событий известного процесса, которым в эксперименте DELPHI было выбрано рассеяние Баба на малые углы. STIC представляет собой свинцово-сцинтилляционный калориметр, состоящий из двух цилиндрических детекторов по обе стороны от области взаимодействия, охватывающей большую угловую область. [17] VSAT состоит из четырех калориметрических модулей и обнаруживает электроны и позитроны, образующиеся в результате рассеяния Бабхи. [18]
Триггерная система
[ редактировать ]Целью триггерной системы DELPHI является отбор всех событий из исходных электрон-позитронных взаимодействий. Триггерная система имеет четыре уровня селективности возрастающего характера (T1, T2, T3, T4), используя данные от каждого субдетектора для информирования о триггерном решении первых двух уровней. Последние два уровня представляют собой программные фильтры. [19]
Результаты
[ редактировать ]
Данные, полученные с помощью DELPHI, позволили
и +
и −
→
В +
В −
Реакция, изучаемая впервые. Это было достигнуто за счет того, что энергия центра масс находилась выше порога образования пар WW . По этим данным масса W-бозона была определена как 80,40 ± 0,45 ГэВ/с. 2 который затем был объединен с результатами других коллабораций LEP, чтобы получить окончательный результат, совместимый с другими экспериментами. [20]
Бозон Хиггса также представлял большой интерес для эксперимента DELPHI, поскольку бозоны Хиггса рождаются в
и +
и −
столкновения. Сечение этого взаимодействия сильно зависит от массы Хиггса, поэтому его можно рассчитать на основе измерений. Массу бозона Хиггса невозможно было определить с помощью DELPHI, поэтому можно было указать только предел исключения массы. [21]
Кроме того, в ходе наборов данных LEP1 в 1989-1995 гг. были исследованы адронные и лептонные распады Z-бозона при энергии 91 ГэВ и ширины получены различных ветвей. Результаты хорошо согласовались с предсказаниями и ожиданиями стандартной модели . [22] Позже, в 1995 году, эксперимент проводился при промежуточных энергиях 130 и 136 ГэВ, где, как и другие эксперименты LEP, полученные результаты согласовались с предсказаниями модели. [23]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Массивы детекторов. Архивировано 25 ноября 2007 г. в Wayback Machine , Big Bang Science , буклет, Совет по исследованию физики элементарных частиц и астрономии. Доступ онлайн 30 ноября 2007 г.
- ^ Перейти обратно: а б Детектор с идентификацией лептонов, фотонов и адронов DELPHI: описание уровня подфонда. Архивировано 30 мая 2008 г. в Wayback Machine , Архив ЦЕРН . Доступ онлайн 30 ноября 2007 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Коллайдер LEP ЦЕРН и детектор DELPHI» . delphi-www.web.cern.ch . Проверено 8 августа 2023 г.
- ↑ Европейский коллайдер получает короткую отсрочку , BBC News , 14 сентября 2000 г. Доступ онлайн 30 ноября 2007 г.
- ^ «В гостях у ДЕЛЬФИ» . delphi-expo.web.cern.ch . Проверено 21 августа 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Детектор DELPHI на коллайдере LEP ЦЕРН , ЦЕРН. Доступ онлайн 30 ноября 2007 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Абреу, П.; Адам, В.; Адье, Т.; Агаси, Э.; Аджиненко И.; Алексан, Р.; Алексеев, Г.Д.; Алемани, Р.; Олпорт, ПП; Альмехед, С.; Альвсвааг, С.Дж.; Амальди, У.; Амато, С.; Андреацца, А.; Андриё, МЛ (11 августа 1996 г.). «Работа детектора DELPHI» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 378 (1): 57–100. дои : 10.1016/0168-9002(96)00463-9 . HDL : 10550/33900 . ISSN 0168-9002 . S2CID 55852429 .
- ^ Борисов Г.; Мариотти, К. (21 марта 1996 г.). «Точная настройка разрешения следовых параметров детектора DELPHI» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 372 (1): 181–187. дои : 10.1016/0168-9002(95)01287-7 . ISSN 0168-9002 .
- ^ Бреннер, Р. (11 февраля 1997 г.). «Модернизация вершинного детектора для формирования центральной части Silicon Tracker в DELPHI» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . Материалы 5-го международного семинара по вершинным детекторам. 386 (1): 6–10. дои : 10.1016/S0168-9002(96)01088-1 . ISSN 0168-9002 .
- ^ «Детектор DELPHI на ЛЭП» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 303 (2): 233–276. 01.06.1991. дои : 10.1016/0168-9002(91)90793-П . ISSN 0168-9002 .
- ^ Бранд, К.; Кайранти, С.; Шарпантье, П.; Деликарис, Д.; Дельпьер, П.; Фет, Х.; Черт возьми, BW; Хильке, HJ; Санчо, А.; Уайлдман, Дж.; Обрет, К.; Биллуар, П.; Бутонне, К.; Кортти, П.; Крозон, М. (10 ноября 1989 г.). «Камера проекции времени DELPHI» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 283 (3): 567–572. дои : 10.1016/0168-9002(89)91417-4 . ISSN 0168-9002 .
- ^ Анассонцис, Э.Г.; ван Апелдорн, Г.; Ария, Э.; Обрет, К.; Байон, П.; Берст, доктор медицинских наук; Блох, Д.; Бурдариос, К.; Брюммер, Н.; Брюне, Ж.М.; Кэрри, П.; Шеври, М.; Кристофель, Э.; Д'Альмань, Б.; Ван Дам, П. (1 декабря 1992 г.). "Черенковский счетчик Barrel Ring Imaging компании DELPHI" . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 323 (1): 351–362. дои : 10.1016/0168-9002(92)90315-У . ISSN 0168-9002 .
- ^ Альбрехт, Э.; ван Апелдорн, Г.; Августин А.; Байон, П.; Батталья, М.; Блох, Д.; Будинов Э.; Брюне, Ж.М.; Кэрри, П.; Кавалли, П.; Кристофель, Э.; Давенпорт, М.; Дракос, М.; Эклунд, Л.; Эрзен, Б. (21 августа 1999 г.). «Работа, оптимизация и производительность детекторов DELPHI RICH» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 433 (1): 47–58. дои : 10.1016/S0168-9002(99)00320-4 . ISSN 0168-9002 .
- ^ Каттай, А.; Фишер, Х.Г.; Иверсен, П.С.; Пантер, М.; Уллаланд, О.; Ургин, младший; Наваррия, Ф.; Рагацци, С.; Берггрен, М. (февраль 1985 г.). «Проекционная камера высокой плотности для эксперимента Дельфи в LEP» . Транзакции IEEE по ядерной науке . 32 (1): 705–710. дои : 10.1109/TNS.1985.4336926 . ISSN 0018-9499 . S2CID 31877457 .
- ^ Чеккья, П.; Галеацци, Г.; Гаспарини, У.; Липпи, И.; Маццукато, М.; Пегораро, М.; Пинори, К.; Симонетто, Ф.; Вентура, Л.; Зумерле, Г.; Лопес, А.; Марко, Дж.; Руис, А.; Бьянки, Ф.; Сирио, Р. (1 февраля 1989 г.). «Работа переднего электромагнитного калориметра (FEMC) для торцевых крышек детектора DELPHI» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 275 (1): 49–58. дои : 10.1016/0168-9002(89)90335-5 . ISSN 0168-9002 .
- ^ Бут, PSL (15 августа 1991 г.). «Эксперимент DELPHI» . Философские труды Лондонского королевского общества. Серия А: Математические, физические и технические науки . 336 (1642): 213–222. дои : 10.1098/rsta.1991.0074 . ISSN 0962-8428 . S2CID 123214447 .
- ^ Кампорези, Т; Харрис, Ф; Валлацца, Э; Трейль, Д; Мариотти, К; Корацинос, М; Рудо, П. (26 апреля 1995 г.). «Отчет DELPHI для LEP200 WG4 о регионе взаимодействия» (PDF) . ЦЕРН.
- ^ Ярльског, Кристина (26 августа 1995 г.). «Оценка точки взаимодействия и изменения параметров луча в DELPHI с VSAT» (PDF) . Лундский университет .
- ^ Боччи, В; Бут, PS L; Боззо, М; Бранко, А; Буйтаерт, Дж; Кайранти, С; Канале, В; Карниэль, Р; Серрито, Л; Шарпантье, доктор философии; Донсельманн, М; Форменти, Ф; Фустер, Дж; Гаспар, К; Гавилле, доктор философии (15 августа 1995 г.). «Архитектура и производительность триггерной системы DELPHI» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 362 (2): 361–385. дои : 10.1016/0168-9002(95)00289-8 . ISSN 0168-9002 .
- ^ Филлипс, Хивел Т. (1997), Курсуноглу, Бехрам Н.; Минц, Стефан Л.; Перлмуттер, Арнольд (ред.), «Результаты физики из Delphi» , « Физика высоких энергий и космология: празднование влияния 25-летия конференций в Корал-Гейблс» , Бостон, Массачусетс: Springer US, стр. 223–235, doi : 10.1007 /978-1-4615-5397-7_21 , ISBN 978-1-4615-5397-7 , получено 9 августа 2023 г.
- ^ Адам, В. (1997), Курсуноглу, Бехрам Н.; Минц, Стефан Л.; Перлмуттер, Арнольд (ред.), «Поиск новых частиц с помощью Delphi на LEP2» , Физика высоких энергий и космология: празднование влияния 25-летия конференций в Корал-Гейблс , Бостон, Массачусетс: Springer US, стр. 211–222, дои : 10.1007/978-1-4615-5397-7_20 , ISBN 978-1-4615-5397-7 , получено 9 августа 2023 г.
- ^ Амальди, Уго (9 августа 1991 г.). «Обзор DELPHI и его результатов» . Конф. Учеб. С. 900802В1: 352–359.
- ^ Лу, В. (1996). «Сечения и КХД при 130 ГэВ – 140 ГэВ» . 31-е собрание Морионда: КХД и высокоэнергетические адронные взаимодействия : 229–234.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Официальный сайт
- Запись эксперимента DELPHI на INSPIRE-HEP
| Большой адронный коллайдер (БАК) | |
|---|---|
| Большой электрон-позитронный коллайдер (LEP) | |
| Суперпротонный синхротрон (СПС) | |
| Протонный синхротрон (ПС) | |
| Линейные ускорители | |
| Другие ускорители | |
| ИЗОЛЬДЕ объект | |
| Неускорительные эксперименты | |
| Будущие проекты | |
| Похожие статьи |
|
