Compact Muon Solenoid



Podobne dokumenty
LHC i po co nam On. Piotr Traczyk CERN

LHC: program fizyczny

Czego oczekujemy od LHC? Piotr Traczyk. IPJ Warszawa

Eksperyment CMS w oczekiwaniu na wiązki: plany poszukiwania Nowej Fizyki. Część 1

Wyznaczanie efektywności mionowego układu wyzwalania w CMS metodą Tag & Probe

Jak działają detektory. Julia Hoffman

Poszukiwania bozonu Higgsa w rozpadzie na dwa leptony τ w eksperymencie CMS

Oddziaływania fundamentalne

Bozon Higgsa oraz SUSY

Jak działają detektory. Julia Hoffman# Southern Methodist University# Instytut Problemów Jądrowych

Jak to działa: poszukiwanie bozonu Higgsa w eksperymencie CMS. Tomasz Früboes

1. Wcześniejsze eksperymenty 2. Podstawowe pojęcia 3. Przypomnienie budowy detektora ATLAS 4. Rozpady bozonów W i Z 5. Tło 6. Detekcja sygnału 7.

Wykład XIII: Rozszerzenia SM, J. Gluza

Poszukiwany: bozon Higgsa

Wszechświat czastek elementarnych

Fizyka na LHC - Higgs

Bozon Higgsa prawda czy kolejny fakt prasowy?

Wszechświat czastek elementarnych

Marek Kowalski

Jak działają detektory. Julia Hoffman

Skad się bierze masa Festiwal Nauki, Wydział Fizyki U.W. 25 września 2005 A.F.Żarnecki p.1/39

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników

Na tropach czastki Higgsa

Obserwacja Nowej Cząstki o Masie 125 GeV

Po co nam CERN? Po co nam LHC? Piotr Traczyk

Wszechświat czastek elementarnych

Korekcja energii dżetów w eksperymencie CMS

Cząstki i siły. Piotr Traczyk. IPJ Warszawa

LEPTON TAU : jako taki, oraz zastosowania. w niskich i wysokich energiach. Zbigniew Wąs

IV.4.4 Ruch w polach elektrycznym i magnetycznym. Siła Lorentza. Spektrometry magnetyczne

Więcej niż trzy czyli magiczny świat dodatkowych wymiarów

Wszechświat czastek elementarnych

Oddziaływania elektrosłabe

Oddziaływania podstawowe

Fizyka cząstek elementarnych i oddziaływań podstawowych

Cząstki elementarne wprowadzenie. Krzysztof Turzyński Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski

Wszechświat czastek elementarnych

I. Przedmiot i metodologia fizyki

Spis treści. Przedmowa PRZESTRZEŃ I CZAS W FIZYCE NEWTONOWSKIEJ ORAZ SZCZEGÓLNEJ TEORII. 1 Grawitacja 3. 2 Geometria jako fizyka 14

Fizyka cząstek elementarnych. Tadeusz Lesiak

Czy cząstka Higgsa została odkryta?

Analiza danych LHC w poszukiwaniu rezonansów w rozkładzie masy niezmienniczej dwóch mionów.

Teorie wielkich unifikacji

Artur Kalinowski WYBRANE ASPEKTY POSZUKIWA BOZONU HIGGSA Z MODELU STANDARDOWEGO W ZDERZENIACH PROTON PROTON W EKSPERYMENCIE CMS PRZY LHC

Z czego i jak zbudowany jest Wszechświat? Jak powstał? Jak się zmienia?

Spis treści. Fizyka wczoraj, dziś, jutro. Z naszych lekcji. Olimpiady, konkursy, zadania. Astronomia dla każdego

Cel. Pomiar wierzchołków oddziaływań. Badanie topologii przypadków. Pomiar pędów (ładunku) Pomoc w identyfikacji cząstek (e, µ, γ)

WYKŁAD

Wstęp do Modelu Standardowego

Theory Polish (Poland)

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW

Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Detekcja cząstek

Co dalej z fizyką cząstek czy LHC udzieli na to pytanie odpowiedzi? 1

Model Standardowy i model Higgsa. Sławomir Stachniewicz, IF PK

Czego już dowiedzieliśmy się dzięki Wielkiemu Zderzaczowi Hadronów LHC

Fizyka cząstek elementarnych warsztaty popularnonaukowe

Ruch cząstek naładowanych w polach elektrycznym i magnetycznym. Równania ruchu cząstek i ich rozwiązania. Ireneusz Mańkowski

Model Standardowy budowy Wszechświata

Title. Tajemnice neutrin. Justyna Łagoda. obecny stan wiedzy o neutrinach eksperymenty neutrinowe dalszy kierunek badań

Wszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 5 cząstki elementarne i oddzialywania

Czego brakuje w Modelu Standardowym

Boska cząstka odkryta?

Wybrane Dzialy Fizyki

Wykład monograficzny 0 1

Teoria Wielkiego Wybuchu FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Dodatkowe wymiary. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład XIV

Model Standardowy budowy Wszechświata

Poszukiwania mezonu B s w eksperymencie CMS

Epiphany Wykład II: wprowadzenie

Fizyka cząstek 5: Co dalej? Brakujące wątki Perspektywy Astrocząstki

r. akad. 2008/2009 V. Precyzyjne testy Modelu Standardowego w LEP, TeVatronie i LHC

Dziwny jest ten świat: czastki elementarne

Detektory cząstek. Procesy użyteczne do rejestracji cząstek Techniki detekcyjne Detektory Przykłady użycia różnych technik detekcyjnych.

Fizyka cząstek elementarnych. Fizyka cząstek elementarnych

Spis treści. Tom 1 Przedmowa do wydania polskiego 13. Przedmowa 15. Wstęp 19

Fizyka cząstek elementarnych. Tadeusz Lesiak

Wszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek

Dodatkowe wymiary. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład XI

Eksperyment CMS w oczekiwaniu na wiązkę: plany poszukiwania Nowej Fizyki. Część 2

Grzegorz Wrochna Narodowe Centrum Badań Jądrowych Z czego składa się Wszechświat?

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Fizyka cząstek elementarnych

Rozszerzenia Modelu Standardowego

Podróż do początków Wszechświata: czyli czym zajmujemy się w laboratorium CERN

Wszechświata. Piotr Traczyk. IPJ Warszawa

Cząstki elementarne i ich oddziaływania III

Czarne Dziury w Laboratorium?

Oddziaływanie pomiędzy kwarkami i leptonami -- krótki opis Modelu Standardowego

Tomasz Szumlak WFiIS AGH 03/03/2017, Kraków

Oddziaływania słabe i elektrosłabe

JÜLICH ELECTRIC DIPOLE INVESTIGATIONS MEASUREMENT WITH STORAGE RING

Eksperyment ALICE i plazma kwarkowo-gluonowa

Geometria Struny Kosmicznej

Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej

Cząstki elementarne. Składnikami materii są leptony, mezony i bariony. Leptony są niepodzielne. Mezony i bariony składają się z kwarków.

Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 2

Co to jest promieniowanie grawitacyjne? Szymon Charzyński KMMF UW

OD MODELU STANDARDOWEGO DO M-TEORII. modele teoriopolowe. elementarnych.

Detektory. Kalorymetry : Liczniki Czerenkowa Układy detektorów Przykłady wielkich współczesnych detektorów Wybrane eksperymenty ostatnich lat

Transkrypt:

Compact Muon Solenoid (po co i jak) Piotr Traczyk CERN

Compact ATLAS CMS 2

Muon Detektor CMS był projektowany pod kątem optymalnej detekcji mionów Miony stanowią stosunkowo czysty sygnał Pojawiają się jako produkty rozpadu w wielu procesach, które chcemy badać 3

Solenoid CMS zbudowany wokół nadprzewodzącej cewki wytwarzającej pole 4 Tesla Potrzebny prąd 20 ka... Nadprzewodzący drut NbTi schłodzony do ~4K 13m dł, 6m wewn. średnicy wystarczy żeby zmieścić detektor śladowy i kalorymetry (koszt 80 MCHF) 4

Schemat detektora CMS 5

Budowa detektora Detektor zmontowany na powierzchni Kawałek po kawałku opuszczony 100m w dół do hali podziemnej 6

Identyfikacja cząstek w CMS 7

Detektor śladowy (Tracker) Mierzy tory cząstek naładowanych pomiar pędu i znajdowanie wierzchołków wtórnych Największy krzemowy detektor w historii Powierznia krzemu ponad 220m2 75 milionów kanałów odczytu Część wewnętrza 3 warstyw detektora pixlowego, na zewnątrz 10-11 warstw detekrorów mikropaskowych 8

Tracker 9

Schemat detektora CMS 10

Kalorymetr Elektromagnetyczny Pomiar energii elektronów i fotonów ~80 000 kryształów PbWO4 Kryształy są jednocześnie scyntylatorem i absorberem Bardzo dobra zdolność rozdzielcza pomiaru energii 11

12

Kalorymetr Hadronowy Pomiar energii jetów Warstwy absorbera z mosiądzu przekładane warstwami scyntylatora W części do przodu - stalowe bloki z zatopionymi włóknami kwarcowymi 13

Schemat detektora CMS 14

System Mionowy Komory Dryfowe Pomiar trajektorii mionów w beczce Mierzony czas dryfu chmury elektronów powstałych po przejściu mionu Znana prędkość dryfu pomiar odległości (precyzja ~50-200µm) Geometria b. ważna - alignment! 15

Komory z odczytem katodowym Pomiar trajektorii mionów w pokrywach detektora Detektor gazowy, warstwy drutów anodowych i pasków katodowych 16

Komory RPC Cel szybkie oszacowanie pędu mionu dla systemu wyzwalania PACT Pattern comparator (IFD UW + IPJ + PW W-wa) 17

Układ wyzwalania (Trigger) 18

Program fizyczny CMS Model Standardowy i Cząstka Higgsa Poza Model Standardowy: supersymetria, technicolor, wyższe wymiary, nowe oddziaływania, 4-ta rodzina leptonów,... Fizyka kwarków b: łamanie parzystości CP Fizyka ciężkich jonów: poszukiwanie plazmy kwarkowo-gluonowej 19

Bozon Higgsa (od strony teoretycznej) Równania teorii oddziaływań elektrosłabych można napisać tylko dla cząstek bezmasowych Człony masowe łamią jedną z podstawowych symetrii tych równań Ale w przyrodzie występują cząstki masywne... 20

Bozon Higgsa (od strony teoretycznej) Równania teorii oddziaływań elektrosłabych można napisać tylko dla cząstek bezmasowych Człony masowe łamią jedną z podstawowych symetrii tych równań Ale w przyrodzie występują cząstki masywne... Mechanizm Higgsa układ ma mniejszą symetrię niż równania które go opisują spontaniczne łamanie symetrii. Konsekwencja: konieczność dodania nowego pola do teorii. Wzbudzenia tego pola cząstka Higgsa 21

Bozon Higgsa (od strony praktycznej) Pole Higgsa nadaje masy cząstkom: Cząstka Higgsa: 22

Higgs w LHC - przykład Wynik po roku działania LHC Słowa kluczowe: analiza, symulacje Monte Carlo, sygnał, tło, masa niezmiennicza 23

Wyższe wymiary Ogólna Teoria Względności A. Einsteina siły grawitacyjne wynikają z geometrii 4-wymiarowej czasoprzestrzeni (1916) T. Kaluza dodanie kolejnego wymiaru powoduje, że geometrycznie można opisać również elektromagnetyzm (1921) Ale czemu nie widzimy tego piątego wymiaru? Odpowiedź: kompaktyfikacja (O. Klein, 1926) 24

Jak ukryć wyższe wymiary Lina z punktu widzenia wagonika jest jednowymiarowa. Z punktu widzenia np. Mrówki wymiary są dwa. Wniosek: dodatkowy wymiar można ukryć poprzez zwinięcie go w okrąg o bardzo małym promieniu (np. rc~10-33 cm) 25

Jak ukryć wyższe wymiary Lina z punktu widzenia wagonika jest jednowymiarowa. Z punktu widzenia np. Mrówki wymiary są dwa. Wniosek: dodatkowy wymiar można ukryć poprzez zwinięcie go w okrąg o bardzo małym promieniu (np. rc~10-33 cm) Pojawia się warunek periodyczności funkcji falowej dla cząstek w dodatkowym wymiarze Powstała w ten sposób drabina stanów odpowiada (z punktu widzenia 4-wymiarowej przestrzeni) stanom o różnych masach (w odstępach 1/rc) 26

Współczesne teorie z wyższymi wymiarami 1970: teoria strun, 11 wymiarów niesprawdzalna doświadczalnie 1998: nowa fala modele ADD, RS, UED... ADD (Arkani-Hamed, Dimopoulos, Dvali): modyfikacja grawitacji na bardzo małych odległościach RS (Randall-Sundrum): jeden, zakrzywiony nowy wymiar, nowe ciężkie cząstki w LHC UED (Universal Extra Dimensions): wszystkie cząstki mają wzbudzenia KK, doświadczalnie wynik podobny do supersymetrii 27

Model ADD Tylko grawitacja widzi wyższe wymiary Dzięki temu ich rozmiary mogą być nawet rzędu mm 28

Model RS w LHC Nowa cząstka ciężki grawiton (!) o masie kilku TeV 4 wymiary 5 wymiarów 29

Model RS w LHC Nowa cząstka ciężki grawiton (!) o masie kilku TeV Rzeczywistość 4 wymiary 5 wymiarów 30

Przypomnienie: 31