ЗЕВС (детектор частиц)
ZEUS был детектором частиц на ускорителе частиц HERA ( Hadron Elektron Ring Anlage ) в немецкой национальной лаборатории DESY в Гамбурге . Он начал принимать данные в 1992 году и работал до тех пор, пока HERA не была выведена из эксплуатации в июне 2007 года. Научное сотрудничество, стоящее за ZEUS, состояло из около 400 физиков и технических специалистов из 56 институтов в 17 странах . [1]
Детектор ZEUS состоял из множества различных детекторных компонентов, включая из обедненного урана пластиковый сцинтилляционный калориметр , центральный следящий детектор (который представлял собой проволочную камеру ), кремниевый микровертексный детектор и мюонные камеры . Кроме того, соленоид создавал напряженностью 1,43 Тл магнитное поле . Детектор ZEUS имел размеры 12 × 11 × 20 м и весил 3600 тонн. [2]
Как и его партнерский эксперимент H1 , эксперимент ZEUS изучал внутреннюю структуру протона посредством измерений глубоко неупругого рассеяния при столкновении лептонов ( электронов или позитронов ) с протонами в точке взаимодействия ZEUS. Эти измерения также использовались для проверки и изучения Стандартной модели физики элементарных частиц , а также для поиска частиц за пределами Стандартной модели, закладывая основу для большей части научных исследований, проводимых на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРН лаборатории физики элементарных частиц . сегодня. [3]
Фон
[ редактировать ]Немецкая национальная лаборатория DESY была основана в 1959 году и начала эксплуатацию своего первого ускорителя частиц в 1964 году. С тех пор она является высоко уважаемым центром физики элементарных частиц , фотонной науки, астрофизики частиц , а также разработки, строительства и эксплуатации ускорителей частиц. Разработка ZEUS началась в 1982 году. [4] Письмо о намерениях было представлено в 1985 году. [5] Детектор ZEUS заработал при первых столкновениях коллайдера HERA в 1992 году. Последние электрон-протонные столкновения на ZEUS были зарегистрированы 30 июня 2007 года. [6] Другим многоцелевым экспериментом на коллайдере HERA был конкурирующий эксперимент H1 . С мая 2012 года бывший детекторный зал ZEUS используется в качестве лабораторного помещения для международного европейского проекта XFEL . [7]
Детектор
[ редактировать ]
Основными компонентами детектора ZEUS были следящие компоненты, калориметр и мюонные детекторы. [8] Целью детектора ZEUS был сбор данных, позволяющих последовательно реконструировать физические события и анализировать их.
Калориметр
[ редактировать ]
ZEUS Калориметр представлял собой уранового сцинтиллятора на основе пробоотборный калориметр и был разделен на три основные секции: BCAL (бочковый КАЛОриметр), FCAL (передний КАЛОриметр) и RCAL (задний КАЛОриметр). Каждая секция была разделена поперек на башни, а продольно на ЭМС (электромагнитный калориметр) или HAC (HAdronic калориметр). Наименьшее подразделение калориметра называлось ячейкой. Каждая ячейка считывалась двумя фотоумножителями (ФЭУ), что помогало гарантировать отсутствие дыр в покрытии в случае выхода из строя одного из двух ФЭУ.
В качестве поглотителя был выбран уран, чтобы калориметр был компенсирующим. [5] Электроны и фотоны выделяют энергию иначе, чем адроны , но в компенсационном калориметре отклик ( e ) для электромагнитного каскада равен отклику ( h ) для адронного каскада той же энергии (т.е. e / h = 1 ). [9] В калориметре ZEUS нейтральные пионы взаимодействовали с атомами урана, образуя медленно движущиеся нейтроны , которые захватывались сцинтиллятором и усиливали адронный сигнал. Еще одним преимуществом использования урана в качестве поглотителя было то, что естественная радиоактивность позволяла удобно контролировать чувствительность калориметра.
Примечания
[ редактировать ]- ^ «Институты, участвующие в коллаборации ZEUS» . Эксперимент ЗЕВС .
- ^ «ГЕРА указывает путь» (PDF) . ДЭЗИ . Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ «Хойер, Рольф и Вагнер, Альрехт: HERA оставляет богатое наследие знаний» . ЦЕРН Курьер . Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ Эксперимент по электрон-протонному взаимодействию (PDF) (Технический отчет). ФермиЛаб. Май 1982 года.
- ^ Jump up to: а б ЗЕВС Сотрудничество: К. Эдвардс; Эдвардс, К.; Капица, Х. (июнь 1985 г.). ЗЕВС: Детектор ГЕРЫ, Письмо о намерениях (Отчет).
- ^ Харрис, Дэвид (сентябрь 2007 г.). «Конец эпохи ГЕРЫ» . Журнал «Симметрия» . 04 (7) . Проверено 10 ноября 2011 г.
- ^ «Резюме исследований на самом глубоком научном рабочем месте Гамбурга» . Европейский XFEL . Проверено 15 июля 2015 г.
- ^ «Детектор ЗЕВС: отчет о состоянии 1993» . Эксперимент ЗЕВС .
- ^ Бок, Рудольф К. (9 апреля 1998 г.). «Компенсирующий калориметр» . Проверено 10 ноября 2011 г.