html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Детектор ALICE видит собственное строение в жестких гамма-лучах


Рис. 1. Схема конверсии фотона в электрон-позитронную пару при пролете сквозь вещество детектора

Рис. 1. Схема конверсии фотона в электрон-позитронную пару при пролете сквозь вещество детектора

Любопытная особенность многих современных детекторов элементарных частиц — их способность к своего рода «самодиагностике». Благодаря аккуратному измерению характеристик частиц, которые рождаются в столкновениях протонов и последовательно проходят через несколько слоев детектора, можно буквально увидеть распределение и плотность вещества, из которого сделан тот или иной слой. Получается своеобразный трехмерный «рентгеновский снимок» детектора, сделанный самим детектором, но только, конечно, не в рентгеновских лучах, а с помощью частиц более высокой энергии.

Отличный пример такой «самодиагностики» детектора ALICE приведен в заметке в последнем выпуске журнала CERN Courier.

Этот детектор создан, прежде всего, для изучения ядерных столкновений и сконструирован несколько иначе, чем универсальные детекторы ATLAS и CMS. Его центральная часть вовсе не забита кристаллами, металлом и полупроводниками; она содержит большую (объемом 88 м3) цилиндрическую время-проекционную камеру, заполненную газом, плюс очень небольшое количество твердых материалов (электроника, поддерживающие структуры и самая внутренняя часть детектора).

Представим себе фотон небольшой (по меркам физики элементарных частиц) энергии, который родился в протонных столкновениях в самом центре цилиндрической трубы и вылетает куда-то вбок. На своем пути он натыкается на молекулы вещества, как в твердом материале, так и в газовой камере. Он, конечно, может их просто проигнорировать, но может также и не выжить, превратившись в момент столкновения в электрон-позитронную пару. Ясно, что чем больше локальная плотность вещества, тем более вероятным будет такое превращение в этом месте.

Внутренняя часть детектора про фотон ничего не узнает — он нейтральный и никаких следов не оставляет. Но она прекрасно увидит электрон и позитрон, которые разлетаются из той самой точки, где фотон столкнулся с атомом (см. рис. 1). Их траекторию детектор измеряет очень хорошо, а значит, может с высокой точностью восстановить точку конверсии фотона в электрон-позитронную пару. А поскольку фотонов в ходе работы ускорителя рождается превеликое множество, то, набрав статистику таких событий, детектор может увидеть то, где же внутри него фотоны превращаются в e+e-пары чаще всего.

Рис. 2. Статистика событий конверсии фотонов во внутренней части детектора ALICE, набранная в 2012 году. Чем больше локальная плотность вещества, тем чаще там происходит конверсия фотонов. Отлично видны все мелкие детали строения детектора

Рис. 2. Статистика событий конверсии фотонов во внутренней части детектора ALICE, набранная в 2012 году. Чем больше локальная плотность вещества, тем чаще там происходит конверсия фотонов. Отлично видны все мелкие детали строения детектора. Изображение с сайта iop.org

На рис. 2 показана картина, полученная детектором ALICE по итогам 2012 года. Здесь показаны внутренние 4 × 4 метра детектора в поперечной плоскости (то есть перпендикулярно оси пучков). Количество событий, приходящихся на каждый пиксел (!) картинки, меняется от одного на периферии газовой камеры до десятков тысяч в самом центре. Отлично видны все внутренности детектора: несколько слоев в самой центральной его части, стенки газовой камеры, стержни, образующие каркас, экран тепловой изоляции.

Этот «снимок» позволяет не только увидеть всё в мельчайших деталях, но и напрямую вычислить энергопотери заряженных частиц, когда они пролетают сквозь центральные слои детектора. Ведь одно дело — моделировать прохождение частиц, опираясь лишь на измерения, выполненные давно, до окончательной сборки детектора, а другое дело — «прощупать все внутренности» прямо сейчас и причем в том конкретном виде, в котором детектор сейчас существует. А это, в свою очередь, очень полезно для уменьшения погрешностей при измерении импульса частиц — а ведь способность точно выполнять это измерение является одним из важнейших преимуществ детектора ALICE.

Конечно, ALICE — не единственный детектор, способный разглядеть собственные внутренности. Но очень уж красивый получился результат!

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с elementy.ru

2

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • elementy.ru
          • домен elementy.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции