LHCb

LHCb (Large Hadron Collider beauty, kur "beauty" () reiškia žemiausiąjį kvarką) – vienas iš šešių detektorių eksperimentų CERN laboratorijos Didžiajame hadronų priešpriešinių srautų greitintuve. LHCb skirtas užfiksuoti dalelių, turinčių žemiausiąjį kvarką ar antikvarką (B mezonai ir kt.), skilimus. Detektorius yra 21 m ilgio, 10 m aukščio ir 13 m pločio, sveria 5600 tonų. 

Prie eksperimento dirba virš 960 mokslininkų iš 58 pasaulio mokslo įstaigų.

Sandara 

Pirmasis vidinis detektorius VELO (arba VErtex LOcator), sudarytas iš 42 silicio elementų, įrengtas iš karto aplink protonų susidūrimų sritį iki 7 mm atstumu. VELO naudojamas aptikti B mezonus iš kitų dalelių ir nustatyti jų trajektorijas prie pat susidūrimo centro. Detektorius gali apskaičiuoti atstumą tarp protonų susidūrimo vietos (kur susidaro B dalelės) ir vietos, kur B dalelės suskyla.

Už VELO įtaisytas RICH1 (Ring Imaging Cherenkov) detektoriai skirti dalelių identifikavimui pagal greičius ir kampus. Prietaiso veikimas remiasi Čerenkovo spinduliavimu. Kartu su RICH2, esančiu už magneto ir sekiklių, galima identifikuoti nemažai dalelių, susidarančių po B mezonų skilimo: pionų, kaonų ir protonų.

LHCb magnetas sudarytas iš dviejų 27 tonas sveriančių ričių, sumontuotų 1450 tonas sveriančiuose plieniniuose rėmuose. Kiekviena iš ričių yra 7,5 m ilgio, 4,6 m pločio ir 2,5 m aukščio, sudaryta iš 10 dalių, kurių kiekvienai sunaudota po 3000 metrų aliuminio kabelio. Stipriame magneto magnetiniame lauke skriejančių dalelių trajektorijos iškreipiamos, todėl galima jas identifikuoti pagal judesio kiekį.

Prieš ir už magneto yra išdėstytos sekiklių sistemos, naudojamos nustatyti įvairių dalelių skriejimo trajektorijoms. Sekikliai kartu su informacija iš kitų detektorių padeda tiksliai identifikuoti daleles. Ši sistema susideda iš keturkampio formos stočių, kurių kiekviena yra 40 m² ploto. Prie pat protonų pluošto vamzdžio esanti sistemos dalis sudaryta iš mažų silicio juostelių. Dalelės, susidurdamos su silicio atomais, išlaisvina jų elektronus, o pagal atsiradusią srovę nustatoma skriejančios dalelės trajektorija. Kita, išorinių sekiklių, dalis išdėstyta toliau nuo protonų vamzdžio ir sudaryta iš dujų pripildytų šiaudo formos vamzdelių. Pralekianti dalelė jonizuoja dujų molekules, sukurdama elektronus. Dalelės kelias nustatomas pagal tai, kiek laiko užtrunka elektronams pasiekti anodo vielas, esančias kiekvieno vamzdelio centruose.

Toliau yra išdėstyti elektromagnetinis ir hadronų kalorimetrai. Šie prietaisai skirti elektronų, fotonų, protonų, neutronų ir kitų dalelių energijai nustatyti. Kiekvienas kalorimetras sudarytas iš kelių tam tikrų metalo ir plastiko plokštelių sluoksnių. Dalelės, atsitrenkusios į metalo plokšteles, sukuria antrinių dalelių griūtį, kurios išlaisvina plastiko plokštelių polistireno molekules. Šios išspinduliuoja ultravioletinius spindulius, kurių kiekis proporcingas dalelių, patekusių į kalorimetrą, energijoms.

Paskutinė LHCb dalis – miuonų sistema (miuonai susidaro paskutinėse B mezonų skilimo stadijose). Sistema išdėstyta detektoriaus gale ir sudaryta iš penkių keturkampių dalių, kurių kiekviena yra didesnė už ankstesnę. Visa sistema turi 435 m² efektyvųjį plotą. Kiekviena dalis sudaryta iš kamerų, užpildytų trijų rūšių dujomis: anglies dioksidu, argonu ir tetrafluormetanu. Pralekiantys miuonai reaguoja su šiuo mišiniu ir vieliniai elektrodai tai užfiksuoja. Visa sistema sudaryta iš apytiksliai 1400 dujų kamerų ir 2,5 mln. vielų.

Šaltiniai

Nuorodos 
LHCb interneto svetainė
Apie LHCb US/LHC puslapyje 
LHCb vaizdo panoramos 
CERN Vaizdo medžiaga apie LHCb

LHC eksperimentai