V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Bude tvořen detektory, umístěnými velmi blízko srážejících svazků detektoru CMS.1.6).ch/lhc/.
Další vrstvu detekčního systému tvoří spektrometr, nazývaný "kalorimetr", jehož úkolem absorbovat
energii vylétajících částic kvantifikovat (její "vzorek") pomocí výstupních elektrických impulsů. Velký třesk.2 §2.7 v
pasáži "Kosmické záření", §1.
Porobnosti konstrukci, průběhu výstavby výsledcích experimentů jsou uvedeny oficiálních www-stránkách
CERN: http://lhc.2008 12:13:46]
..
♦ LHCf (Large Hadron Collider forward)
bude studovat vysokoenergetické částice generované "dopředu" směru protonového svazku.cz/JadRadFyzika5. Tato místa budou obklopena velkými složitými
detekčními systémy (srov.4 "Standardní kosmologický model.RNDr.htm (38 43) [15. Supergravitace.6 "Sjednocování fundamentálních interakcí. Analýzou drah mionů,
zakřivených silným toroidálním magnetickým polem, lze určit jejich hybnosti znaménka elektrických nábojů..6. Superstruny" knihy "Gravitace, černé díry
a fyzika prostoročasu", část "Globální lokální symetrie; Kalibrační pole")..cern.. Bude
též používán kalibračním měřením vlastností LHC (jako "luminosita" účinnost produkce srážek urychlovači).
Formování struktury vesmíru. Celý systém umístěn silném podélném magnetickém poli 2Tesla
supravodivého solenoidního elektromagnetu; zakřivení drah částic magnetickém poli lze určit náboj hybnost částic." knihy "Gravitace, černé díry fyzika prostoročasu", část "Etapy vývoje vesmíru
- Hadronová éra")..
♦ LHCb (Large Hadron Collider beauty)
bude mít úkol studovat narušení symetrie při rozpadech mesonů obsahujících b-kvark.
♦ Detektor CMS (Compact Muon Solenoid),
optimalizovaný pro detailní analýzu mionů, bude spolupracovat systémem ATLAS pro komplexní
analýzu vysokoenergetických interakcí. Jeho struktura podobná jako ATLASu, Pro analýzu trajektorií rychlých mionů
je součástí detekčního systému velký elektromagnet válcového tvaru (solenoid), vytvářejícím magnetické pole síle 4Tesla. Podobně jako
ATLAS CMS, ALICE válcové koaxiální uspořádání velkého počtu detektorů, určených registraci a
rekonstrukci parametrů především nabitých částic vznikajících při srážkách jader.1.5 Elementární částice
- budou zde probíhat interakce vstřícných svazcích..
♦ ALICE Large Ion Collider Experiment)
je dalším experimentálním systémem, jehož úkolem bude studium srážek jader ("těžkých iontů"), především olova,
při těžišťových energiích 5GeV/nukleon zkoumání vlastností vznikající kvark-gluonové plasmy. Bude komplexně měřit
a analyzovat částice vznikající při srážkách protonů energii 14TeV.. §2.10.
Vnitřní část detektoru, která zaznamenává dráhy nabitých částic vylétajících místa srážky, skládá tří souosých
vrstev ("slupek") dráhových detektorů: nejníže jsou pixelové polovodičové detektory, pak stripové detektory a
detektory přechodového záření.
Fyzikové tohoto velkého urychlovače mimo jiné slibují, energie srážek LHC mohla být dostatečná
k experimentálnímu nalezení tzv Higgsových bosonů, zatím hypotetických modelových částic, generujících
hmotnosti elementárních částic (byly zmíněny výše pasáži "Hypotetické modelové částice"; viz též
§B. 1. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.
Poslední, vnější vrstva detektoru ATLAS tvořena mionovým spektrometrem, určeným pro
detekci vysokoenergetických mionů, které jsou schopny projít vrstvou kalorimetru. Detekční systém ATLAS též níže uvedený
CMS, částečně ALICE) válcové koaxiální uspořádání podobné, jako modelovém obrázku 2.web. Identifikace částic před průchodu magnetickým polem prováděna pomocí dvou
prstencových zobrazovacích Čerenkovových detektorů RICH (Ring Imaging Cherenkov detectors). K
detekci drah mionů používají driftové trubicové mnohodrátové ionizační komory. Skládá dvou
částí: elektromagnetický kalorimetr pro měření energie fotonů elektronů hadronový kalorimetr . obr. Bude sloužit studiu extrémních
stavů hmoty (jaderné, hadronové) při podobných podmínkách, jaké byly vesmíru počátku hadronové éry, v
prvních mikrosekundách existence vesmíru (viz §5.
♦ TOTEM (Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation)
bude sloužit přesnému měření efektivních rozměrů protonů účinných průřezů pro různé druhy interakcí. Tyto výsledky mohly
být zajímavé hlediska vzniku nerovnováhy hmoty antihmoty (baryonové asymetrie) počátečních fázích
vývoje vesmíru..
Na detekčních sytémech ATLAS CMS očekává objev nových částic.1,
pasáž "Uspořádání konfigurace detektorů záření"), avšak mnohem složitější; nejsložitější nenákladnější
detekční zařízení dosavadní historii!.. Bude tím
simulováno kosmické záření studovány kaskády částic, vznikající při jeho interakcích (srov.
http://astronuklfyzika.1, pasáž "Uspořádání konfigurace detektorů záření"), pomocí nichž připraveno
šest experimentů:
♦ ATLAS Toroidal LHC Apparatus)
je největším detekčním systémem (váží asi 7000tun), hlavním nosným programem LHC.
