FASER tajribasi - FASER experiment

Katta Hadron kollayderi
(LHC)
LHC.svg
LHC tajribalari
ATLASToroidal LHC apparati
CMSYilni Muon elektromagnit
LHCbLHC-go'zallik
ALICEKatta ion kollayder tajribasi
TOTEMUmumiy kesma, elastik sochilish va difraksiyaning ajralishi
LHCfLHC-oldinga
MoedalLHC-da monopol va ekzotik detektor
FASERForwArd qidiruvi ExpeRiment
LHC prekeleratorlari
p va PbLineer tezlatgichlar uchun protonlar (Linac 2) va Qo'rg'oshin (Linac 3)
(belgilanmagan)Proton Sinxrotron kuchaytirgichi
PSProton sinxrotroni
SPSSuper Proton Synchrotron

FASER (ForwArd qidiruvi ExpeRiment) sakkizta zarrachalar fizikasi tajribalaridan biri bo'lishi rejalashtirilgan Katta Hadron kollayderi da CERN. U yangi yorug'likni qidirish uchun va zaif bog'langan uchun mo'ljallangan elementar zarralar va yuqori energiyaning o'zaro ta'sirini o'rganish neytrinlar.

Tajribani TI12 xizmat tunelida joylashtirish rejalashtirilgan, u o'zaro ta'sirlashish nuqtasidan pastga qarab 480 m masofada joylashgan. ATLAS tajriba. Ushbu tunnel ilgari nurni quyish uchun ishlatilgan SPS ichiga LEP akselerator, lekin hozirda LHC infratuzilmasiga ega emas. Ushbu joyda FASER eksperimenti har ikkala neytrinoning, shuningdek, mumkin bo'lgan yangi zarrachalarning zich va yuqori darajada kollimatlangan nuriga joylashtirilgan. Bundan tashqari, u ATLASdan taxminan 100 metr tosh va beton bilan himoyalangan bo'lib, past fon muhitini ta'minlaydi. FASER eksperimenti 2019 yilda ma'qullangan va 2021 yilda ma'lumotlar olishni boshlaydi.[1][2]

Yangi fizika bo'yicha izlanishlar

FASER eksperimentining asosiy maqsadi kashf etilmagan yangi yorug'lik va kuchsiz ta'sir o'tkazuvchi zarralarni izlashdan iborat. qorong'i fotonlar, aksion o'xshash zarrachalar va steril neytrinlar.[3][4] Agar bu zarralar etarlicha yorug 'bo'lsa, ular kamdan-kam parchalanish davrida hosil bo'lishi mumkin hadronlar. Shuning uchun bunday zarrachalar to'qnashuv o'qi bo'ylab oldinga yo'nalishda ishlab chiqarilib, juda kolimatsiyalangan nur hosil qiladi va LHC proton nurlari energiyasining katta qismini egallashi mumkin. Bundan tashqari, ularning kichik biriktirgichlari tufayli standart model Bu zarralar uzoq umr ko'rishadi va ular standart model zarralari parchalanishidan oldin o'zaro ta'sir qilmasdan yuzlab metrlarni bemalol bosib o'tishlari mumkin. Ushbu parchalanishlar ajoyib signalga, yuqori energetik zarralar paydo bo'lishiga olib keladi, bu FASER aniqlashga qaratilgan.

Neytrino fizikasi

LHC shu paytgacha qurilgan eng yuqori energiyali zarrachalar kollayderi va shu sababli boshqariladigan laboratoriya muhitida yaratilgan eng energetik neytrinoning manbai hisoblanadi. LHCdagi to'qnashuvlar yuqori energiyali neytrinoning katta oqimiga olib keladi lazzatlar, ular to'qnashuv o'qi atrofida juda kollimatsiyalangan va FASER joylashuvi bo'ylab oqadi. FASERν sub-detektori ushbu neytronlarni aniqlash uchun mo'ljallangan.[5] U neytrinoning o'zaro ta'sirini qayd etadi va o'rganadi, bu esa neytrinoning tasavvurlarini o'lchash imkonini beradi TeV hozirda cheklanmagan energiya.

Detektor

FASER detektorining joylashuvi

FASER-ning oldingi uchida joylashgan FASERν neytrinoskopik detektori. U ko'plab qatlamlardan iborat emulsiya neytrinoning o'zaro ta'siri uchun maqsadli material sifatida volfram plitalari bilan ishlangan filmlar. FASERν orqasida va asosiy detektorga kirish qismida plastikdan tashkil topgan zaryadlangan zarrachali veto mavjud sintilatorlar.[6][7] Buning ortidan 1,5 metr uzunlikdagi bo'sh parchalanish hajmi va 2 metr uzunlik bo'ladi spektrometr, ular 0,55 ga joylashtirilgan T magnit maydon. Spektrometr aniqlik qatlamlaridan tashkil topgan uchta kuzatuv stantsiyasidan iborat kremniy lenta detektorlari, uzoq umr ko'rgan zarralarning parchalanishida hosil bo'lgan zaryadlangan zarralarni aniqlash. Oxirida joylashgan elektromagnit kalorimetr.

Adabiyotlar

  1. ^ "FASER: CERN uzoq umr ko'radigan, ekzotik zarralarni izlash bo'yicha yangi tajribani ma'qulladi". CERN. Olingan 2019-12-19.
  2. ^ "FASER ning yangi detektori birinchi to'qnashuv neytrinosini tutishi kutilmoqda". CERN. Olingan 2019-12-19.
  3. ^ Feng, Jonatan L.; Galon, Iftah; Kling, Feliks; Trojanovski, Sebastyan (2018-02-05). "FASER: LHCda ForwArd Izlash ExpeRiment". Jismoniy sharh D. 97 (3): 035001. arXiv:1708.09389. doi:10.1103 / PhysRevD.97.035001. ISSN  2470-0010.
  4. ^ Ariga va boshq. (FASER hamkorlik) (2019-05-15). "FASER fizikasi uzoq umr ko'radigan zarrachalarga erishish". Jismoniy sharh D. 99 (9): 095011. arXiv:1811.12522. Bibcode:2019PhRvD..99i5011A. doi:10.1103 / PhysRevD.99.095011. ISSN  2470-0010.
  5. ^ Abreu va boshq. (FASER bilan hamkorlik) (2020). "LHC-da FASER bilan yuqori energiyali kollayder neytrinosini aniqlash va o'rganish". Evropa jismoniy jurnali C. 80 (1): 61. arXiv:1908.02310. Bibcode:2020EPJC ... 80 ... 61A. doi:10.1140 / epjc / s10052-020-7631-5.
  6. ^ Ariga va boshq. (FASER hamkorlik) (2018-11-26). "FASER uchun niyat maktubi: LHCda ForwArd qidiruv eksperimenti". arXiv:1811.10243 [physics.ins-det ].
  7. ^ Ariga va boshq. (FASER hamkorlik) (2018-12-21). "FASER uchun texnik taklif: LHC da ForwArd Search ExpeRiment". arXiv:1812.09139 [physics.ins-det ].

Tashqi havolalar

Koordinatalar: 46 ° 14′09 ″ N. 6 ° 03′18 ″ E / 46.23583 ° N 6.05500 ° E / 46.23583; 6.05500