CLAS detektori - CLAS detector
CEBAF katta qabul qilish spektrometri (CLAS) - bu B eksperimental zalida joylashgan yadro va zarralar fizikasi detektori Jefferson laboratoriyasi yilda Newport News, Virjiniya, Qo'shma Shtatlar. U dunyoning ko'plab mamlakatlaridan kelgan 200 dan ortiq fiziklar (CLAS Collaboration) tomonidan yadro moddalarining xususiyatlarini o'rganish uchun ishlatiladi.
Ning tezlashtiruvchisidan 0,5 dan 12,0 GeV gacha bo'lgan elektron nur Jefferson laboratoriyasi CLAS tizimi joylashgan eksperimental zal bo'lgan "Hall B" ga olib kelingan. Kiruvchi nurdagi elektronlar yoki fotonlar CLAS markazida joylashgan fizika "nishonidagi" atomlarning yadrolari bilan to'qnashadi. Ushbu to'qnashuvlar odatda yangi zarrachalarni hosil qiladi, ko'pincha nishon nuklonlari (proton va neytronlar) tanish proton va neytronlarning og'irroq versiyalari bilan qisqa vaqt hayajonlangandan keyin. "Mezonlar" deb nomlangan oraliq massali qisqa muddatli zarrachalar yaratilishi mumkin. Tarqalgan elektron, shuningdek, uzoqroq umr ko'rgan zarralar CLAS detektori orqali harakatlanadi va u erda ular o'lchanadi. Zarrachalar fiziklari ushbu o'lchovlardan proton va neytronlarning asosiy tuzilishini aniqlash va ushbu yangi zarralarni yaratadigan o'zaro ta'sirlarni yaxshiroq tushunish uchun foydalanadilar.
CLAS detektori tizimi 1998 yildan 2012 yil may oyigacha ishlagan. Shu vaqtdan boshlab arxivlangan ma'lumotlarni tahlil qilish bir necha yil davom etdi, chunki nashrlarda kuzatilishi mumkin. 2012 yildan beri CLAS12 deb nomlangan shunga o'xshash, ammo yangi tizim qurildi, u 2017 yilda zarrachalar nurlari bilan ishlashni boshladi.
Detektor funktsiyasiga umumiy nuqtai
CLAS detektori hadronik zarralar fizikasi sohasidagi qurilmalar orasida juda mashhur edi, chunki u juda katta qabulga ega edi; boshqacha qilib aytganda, elektron-proton to'qnashuvida hosil bo'lgan deyarli barcha zarrachalarning momentumini va burchaklarini o'lchagan. Taxminan sharsimon, detektor 30 fut bo'ylab o'lchandi. Odatda u suyuq vodorod (vodorod yadrosi bitta protondan iborat) yoki deyteriy (yadrosi neytron va protondan iborat) ning kichik silindrli fizikani o'rab oldi.
Har bir zarracha va nishon to'qnashuvi "voqea" deb nomlanadi. Ma'lumotlarni yig'ish tizimida zarrachalar detektorlari tomonidan o'lchangan har bir hodisa qayd etiladi, o'rtacha sekundiga bir necha ming voqea sodir bo'ladi. Keyinchalik bu ma'lumotlar hisoblash protsessorlari "fermasiga" o'tkaziladi. Fiziklar guruhlari hodisalarni tahlil qilib, yangi turdagi zarrachalarni yoki protonning tuzilishi bilan bog'liq ma'lumotlarni qidirmoqdalar.
Detektor tavsifi
CLAS detektorining diagrammasi, shuningdek, texnik xizmat ko'rsatish uchun qisman ochilganda, detektorning fotosurati ko'rsatilgan. Fizikaning maqsadi markazda. Zaryadlangan zarralar deyarli barcha yo'nalishlarda aniqlanadi, oldinga (nurli) va orqaga (nurli) yo'nalishlar bundan mustasno, shuningdek oltita toroidal magnit maydon rulonlari egallagan azimutal yo'nalishlar bundan mustasno. detektorlar zarrachalar yo'llarini kuzatib borish yoki zarrachalarning parvoz vaqtlarini qayd etish. Toroidal magnit maydon nishondan zaryadlangan zarrachani nur chizig'iga yoki undan uzoqda yoylarga egilishiga olib keladi. Maqsaddan chiqib ketayotgan zarralar avval traektoriyalarining boshlanishini ro'yxatga olish uchun taymer hisoblagichidan o'tadi. Keyinchalik zarralar magnit maydon bo'lsa ham, ularning yo'llarini kuzatib borish uchun ishlatiladigan drift kameralarining uchta to'plamini kesib o'tadi va shu bilan ularning tezligini aniqlashga imkon beradi.
Magnit maydon tashqarisida vaqtni aniqlash detektorlari qatlami zarralarning nishondan to'rt metr uzoqlikda o'tishini o'lchaydilar. Zarrachalar yo'lining yo'l uzunligini harakatlanish vaqtiga bo'lish tezlikni beradi. Zarraning tezligi va tezligini bilish uning massasi orqali uni identifikatsiyalashga olib keladi. CLAS detektori oldinga yo'nalishda qo'shimcha detektorlarni ham o'z ichiga oladi (Cherenkov hisoblagichlar va Elektromagnit kalorimetrlar ) maqsadi elektronlarni pion kabi boshqa turdagi zarrachalardan ajratishdir.
Fizika dasturi
CLAS bilan ikkita toifadagi tajribalar o'tkazildi: nurda elektronlar yordamida va elektron nur yordamida yaratilgan haqiqiy fotonlar deb nomlangan. Elektronlarning tarqalishini ishlatadigan tajribalar, avvalo, protonlarning tuzilishini va ularning qo'zg'alishini turli yadroli "uzunlik shkalalarida" tekshiradi. Haqiqiy foton nurlarini ishlatadigan tajribalar, avvalambor, mezonlar va hayajonlangan barionlarning hosil bo'lishini va parchalanishini tekshiradi.
CLAS dasturidan kelib chiqqan ilmiy va texnik ishlar ro'yxati ushbu maqolaning pastki qismida joylashgan. Quyidagi mavzular ro'yxatida ko'rinib turibdiki, berilgan savollar doirasi keng:
- Nuklonning qo'zg'aladigan holatlarini yaratish va parchalanishini o'rganish uchun nuklonga noaniq elektronlar tarqalishi
- Giperon foto va elektrotexnika ishlab chiqarish, asosiy holat spektrini o'rganib, g'alati barionlarni hayajonlantirdi
- Mezonning nuklondan fotoproduktsiyasi, kvark modelida hisobga olinmagan mezonik holatlarni izlash
- Yadro ichidagi nuklonlar o'rtasidagi o'zaro bog'liqlikni o'rganish uchun yadro nishonlarining elektro-parchalanishi
- Nuklon ichidagi kvarklarning to'liq 3D tarqalishini o'rganish uchun polarizatsiyalangan nur va / yoki nishon yordamida mezon ishlab chiqarish bilan chuqur elastik bo'lmagan elektronlar tarqalishi.
Hamkorlik tashkilotlari (1989 yildan beri jamlovchi)
- Arizona shtati universiteti - Tempe, AZ
- Kaliforniya shtati universiteti - Dominges-Xillz, Kaliforniya
- Karnegi Mellon universiteti - Pitsburg, Pensilvaniya
- Amerika katolik universiteti - Vashington, DC
- CEA-Saclay - Gif-sur-Yvette, Frantsiya
- Christopher Newport universiteti, Newport News, VA
- Florida Xalqaro Universiteti - Mayami, FL
- Florida shtati universiteti - Tallaxassi, FL
- Jorj Vashington universiteti - Vashington, DC
- Aydaho shtati universiteti - Pocatello, ID
- INFN, Laboratori Nazionali di Frascati - Frascati, Italiya
- INFN, Sezione di Genova - Genova, Italiya
- Physique Nucléaire Instituti - Orsay, Frantsiya
- ITEP - Moskva, Rossiya
- Jeyms Medison universiteti - Harrisonburg, VA
- Kyungpook universiteti - Tegu, Janubiy Koreya
- Moskva davlat universiteti - Moskva, Rossiya
- Norfolk davlat universiteti - Norfolk, VA
- Shimoliy Karolina qishloq xo'jaligi va texnik davlat universiteti - Greensboro, NC
- Ogayo universiteti - Afina, OH
- Old Dominion University - Norfolk, VA
- Rensselaer Politexnika Instituti - Troy, NY
- Rays universiteti - Xyuston, TX
- Uilyam va Meri kolleji - Vilyamsburg, VA
- Tomas Jeferson milliy tezlatish vositasi - Newport News, VA
- Union College - Schenectady, NY
- Universidad Texnikasi Federiko Santa-Mariya - Valparaiso, Chili
- Los-Anjeles Kaliforniya universiteti - Los-Anjeles, Kaliforniya
- Konnektikut universiteti - Storrs, KT
- Edinburg universiteti - Edinburg, Shotlandiya
- Glazgo universiteti - Glazgo, Shotlandiya
- Massachusets universiteti - Amherst, MA
- Nyu-Xempshir universiteti - Durham, NH
- Université Paris-Sud 11 - Orsay, Frantsiya
- Richmond universiteti - Richmond, VA
- Janubiy Karolina universiteti - Kolumbiya, SC
- Virjiniya universiteti - Charlottesville, VA
- Virjiniya politexnika instituti - Blacksburg, VA
- Yerevan fizika instituti - Yerevan, Armaniston