shopkeeper/korean_wiki_content_only_120125 huggingface dataset:
우라늄 레이저 농축법 (AVLIS) 공정은 우라늄-235와 우라늄-238의 광학 전이 사이의 초미세 분할을 이용하여 우라늄-235 원자만을 선택적으로 광이온화시킨 다음 이온화된 입자를 비이온화된 입자로부터 분리한다. 정밀하게 조정된 색소 레이저는 필요한 정확한 파장의 방사선 공급원으로 사용된다.
SI 초 및 미터 정의에서의 사용.
초미세 구조 전이를 이용하여 매우 높은 안정성, 반복성 및 Q 인자를 가진 마이크로파 노치 필터를 만들 수 있으며, 이는 매우 정밀한 원자 시계의 기반으로 사용될 수 있다. 전이 주파수라는 용어는 원자의 두 초미세 수준 사이의 전이에 해당하는 복사 주파수를 의미하며, 와 같다. 여기서 는 수준 간 에너지 차이이고 는 플랑크 상수이다. 일반적으로 세슘 또는 루비듐 원자의 특정 동위원소의 전이 주파수가 이러한 시계의 기반으로 사용된다.
초미세 구조 전이 기반 원자 시계의 정확성 때문에, 현재는 초의 정의의 기반으로 사용된다. 1 초 (시간)는 이제 정확히 세슘-133 원자의 초미세 구조 전이 주파수 9192631770 주기이다.
1983년 10월 21일, 제17차 CGPM은 미터를 진공에서 빛이 초의 시간 동안 이동한 경로의 길이로 정의했다.
양자 전기역학의 정밀 테스트.
수소와 뮤오늄의 초미세 분할은 미세 구조 상수 α의 값을 측정하는 데 사용되었다. 다른 물리 시스템에서의 α 측정값과의 비교는 양자 전기역학의 엄격한 테스트를 제공한다.
이온 트랩 양자 컴퓨팅에서의 큐비트.
갇힌 이온의 초미세 상태는 이온 트랩 양자 컴퓨팅에서 큐비트를 저장하는 데 일반적으로 사용된다. 이들은 실험적으로 ~10분을 초과하는 매우 긴 수명(~1초 정도의 준안정 전자 수준에 비해)을 가진다는 장점이 있다.
상태의 에너지 분리와 관련된 주파수는 마이크로파 영역에 있어 마이크로파 복사를 사용하여 초미세 전이를 유도할 수 있다. 그러나 현재는 특정 이온을 순서대로 다루기 위해 집중될 수 있는 이미터는 없다. 대신, 두 개의 레이저 펄스를 사용하여 전이를 유도할 수 있는데, 주파수 차이(디튜닝)가 필요한 전이 주파수와 같도록 한다. 이것은 본질적으로 유도 라마나 전이이다. 또한, 근거리장 기울기는 약 4.3 마이크로미터 떨어진 두 이온을 마이크로파 복사로 직접 개별적으로 다루는 데 사용되었다.
아케치 고로(), 코드네임 크로우는 페르소나 시리즈의 여섯 번째 작품이자 2016년 비디오 게임 《페르소나 5》에서 등장하는 캐릭터이자 보조 악당이다. '탐정왕자의 재림'이라는 별명을 가진 3학년 고등학생 탐정 아케치는 괴도단의 행동에 반대하며 그룹의 리더인 조커의 라이벌이자 대조점으로 등장한다. 일본어판에서는 호시 소이치로가, 영어판에서는 로비 데이먼드가 목소리를 맡았다.
소에지마 시게노리가 창작한 아케치는 신비로운 탐정이자 조커와 정 반대편이 되는 인물로 개발되었다. 아케치의 이름과 캐릭터는 에도가와 란포가 창조한 가상 캐릭터 아케치 고고로를 참조하는데, 특히 유명 탐정으로서의 묘사는 란포 작품에서 원조 아케치의 역할을 반영한다. 시리즈의 인쇄 및 애니메이션 버전 외에도, 스핀오프인 《페르소나 5 댄싱 스타 나이트》와 《페르소나 Q2 뉴 시네마 래버린스》에도 등장했다. 《페르소나 5 더 로열》에서는 플레이어에게 더 어필하기 위해 아케치의 캐릭터 묘사가 더욱 깊이 탐구되었다.
게임과 애니메이션에서 캐릭터에 대한 초기 비판적 평가는 엇갈렸다. 공식 캐릭터 투표에서는 상위권을 차지했음에도 불구하고 성우 연기, 능력, 조커와의 흥미로운 유대에 대해서는 칭찬을 받았지만 캐릭터 서사의 깊이 부족과 수동공격적인 성격에 대해서는 비판을 받았다. 이 때문에 로열에서는 아케치가 더 깊이 탐구되었고, 발매 후 비평가는 아틀러스가 그의 오리지널 버전과는 다른 방식으로 그를 다루었기 때문에 그가 더 호감 가는 캐릭터가 되었다고 평가했다.
아케치의 캐릭터 디자인은 소에지마 시게노리가 맡았다. 개발 초기에는 창작팀이 아케치를 탐정으로 설정하기로 결정했지만, 그가 얼마나 의심스럽게 보일지, 또는 이야기에서 어떤 역할을 할지는 확신하지 못했다. 심지어 초기 제안 중 하나는 아케치가 니지마 마코토의 오빠라는 것도 있었다. 결국 개발팀은 아케치를 단정한 태도와 명랑한 성격을 가진 인물로 만들기로 결정했으며, 셔츠 단추를 풀고 넥타이를 느슨하게 매고 머리를 헝클어뜨린 모습으로 표현했다. 아케치의 주된 색은 조커의 검은색 색상과 대비되는 흰색이다. 또한 검은색 장갑을 끼고 있는데, 한때 창작팀은 이것이 아케치가 괴도단의 배신자임을 드러낼 것이라고 생각했다. 아케치의 괴도 복장은 텐구를 닮은 마스크를 포함하여 거만한 인상을 주며, 복장은 장교와 유사하게 정장풍으로 유지되었다.
페르소나 5 더 로열의 경우, 아케치에 대한 초기 반응이 극명하게 엇갈렸기 때문에 카즈히사 와다는 3학기 동안 아케치가 자신의 캐릭터에 충실하게 보이도록 하는 데 어려움이 있었다고 언급했다. 아케치가 조커와 교류하는 새로운 이벤트는 캐릭터성을 확장하고 아케치의 원래 모습을 싫어했던 플레이어에게 어필하기 위해 만들어졌다. 아케치의 새로운 전투 대사는 처음에는 "더 거칠었다"고 하지만, 와다와 이토 다이키가 호시의 목소리 연기가 너무 강하다고 판단하여 재녹음을 요청했다. 개발 후반에는 미술팀이 아케치에게 기본적으로 엄한 표정을 포함한 다양한 캐릭터 초상화를 제공하여 괴도단, 특히 조커 주변에서 아케치의 "진정한" 자아를 보여주도록 제안했다. 조커 외에는 아케치는 아무도 신경 쓰지 않는데, 이는 아케치가 요시자와 스미레가 공격을 놓친 것에 대해 꾸짖는 방식에서 잘 나타난다. 또한 아케치가 라이벌 외에도 공동 주연으로도 간주된다고 밝혔다.
아케치의 첫 번째 페르소나는 그의 "슈퍼히어로" 이미지와 일치하는 "정의의 영웅" 로빈 후드이다. 두 번째 페르소나는 로키로, 적의 시야를 가리기 위해 제1차 세계대전 전함과 유사한 현혹 위장 패턴과 기원을 불분명하게 만들기 위해 류코클로리디움 기생충과 유사한 뿔을 가지고 있다. 페르소나 5 더 로열에서 게임의 3학기 동안 아케치는 히어워드를 궁극 페르소나로 얻는다.
아케치의 목소리는 일본어판에서는 호시 소이치로가, 영어판에서는 로비 데이먼드가 맡았다. 호시는 아케치를 고등학생 탐정이자 "상냥한 젊은이"로 묘사했지만, 이러한 특성이 아케치를 완전히 정의하는 것은 아니라고 지적했다. 데이먼드는 자신의 캐릭터가 미치는 영향에 놀랐다. 녹음 후 게임을 다시 플레이하면서 데이먼드는 아케치 캐릭터를 계속 살펴보았기 때문에 비현실적이라고 느꼈고, 아케치를 연기하는 것이 즐거웠다고 말했다.
페르소나 5에서.
아케치는 페르소나 5에서 플레이 가능한 캐릭터로, 캐릭터 존재는 E3 2016에서 처음 대중에게 공개되었다. 컨피던트로서 아케치는 정의 아르카나를 상징한다. 게임에서 그는 3학년 고등학생이자 "탐정왕자의 재림"으로 알려진 유명 탐정이다. (《페르소나 4》의 시로가네 나오토를 언급) 아케치는 괴도단에 반대하며 조커의 라이벌이 되지만, 후에 사에의 팰리스에서 코드네임 "크로우"를 사용하며 괴도단과 합류한다. 아케치는 나중에 괴도단을 배신하는데, 부분적으로는 조커에 대한 질투 때문이며, 그 외에도 부패한 정치인 시도 마사요시의 명령을 받고 인지적 붕괴를 일으킨 검은 마스크 암살자임이 밝혀진다. 아케치는 시도의 팰리스에서 괴도단과 다시 대결하며, 자신이 시도의 사생아이며 수년간의 방치에 대한 복수를 계획하고 있음을 밝힌다. 조커처럼 아케치도 여러 페르소나를 보유할 수 있는 "와일드 카드"인데, 이는 얄다바오트가 사회에서 혼돈과 질서 중 어느 것이 지배할지 보기 위해 그에게 부여한 힘이다. 하지만 아케치의 "와일드 카드" 능력은 인간 관계에 대한 그의 허무주의적 시각 때문에 제대로 발전하지 못했다. 아케치는 선거 후 시도가 자신을 죽이려 했다는 사실을 알게 된 후 괴도단을 구하기 위해 자신을 희생한다.
사애의 팰리스 기간 동안에만 플레이 가능했지만, 업데이트된 재발매판인 페르소나 5 더 로열에서는 아케치가 게임의 3학기 시기에서 새로운 상호작용 가능한 컨피던트와 능력으로 플레이 가능하게 되었다. 3학기 동안 아케치는 마루키의 팰리스를 조사하는 데 조커를 돕는다. 이 때 아케치는 조커와 자신의 진정한 성격을 마주하며 상호작용한다. 게임이 끝날 무렵 마루키는 아케치의 귀환이 자신을 구하려는 조커의 소원 때문이었음을 밝힌다. 와다와 이토는 아케치의 생존이 게임 내 플레이어의 선택, 특히 그의 컨피던트에서 이루어진 특정 선택에 달려있도록 의도적으로 만들었다.
아케치는 《페르소나 5 댄싱 스타 나이트》의 다운로드 가능 콘텐츠와 《페르소나 Q2 뉴 시네마 래버린스》와 같은 다른 스핀오프 작품에도 등장했다. 아케치는 《》에도 출연하며 게임보다 아케치의 캐릭터에 더 초점을 맞추는데, 이는 이시하마 마사시 감독과 아다치 카즈키 프로듀서의 의도적인 결정이었다. 둘은 아케치의 "어두운 면"이 없으면 애니메이션이 "지루할 것"이라고 언급했다. 패션 브랜드 "SuperGroupies"도 아케치와 조커를 기반으로 한 콜라보레이션 의류 라인을 만들었다. 무대극 각색판에서는 아케치 역을 사사키 요시히데가 연기했다. 역할을 준비하기 위해 사사키는 페르소나 5를 플레이했으며, 아케치의 갑작스러운 변화를 보고 "충격"받았으며 아케치의 이중 인격을 연기하기를 기대한다고 밝혔다.
아케치는 비평가와 팬 사이에서 엇갈린 평가를 받았다. 아케치는 인기 투표에서 꾸준히 높은 순위를 기록했다. 아케치는 페르소나 5 매니악스와 잡지 코믹마켓 플러스 12호에서 일본 팬들이 가장 좋아하는 컨피던트 1위로 선정되었다. 코믹마켓 플러스의 평론가는 아케치가 매우 "인간적인" 캐릭터처럼 보였고 조커와의 라이벌 관계를 즐겼다고 언급했다. 또한 세가 페스티벌 2016에서 참석자의 전체적으로 가장 좋아하는 캐릭터 1위로 선정되었으며, 팬들로부터 "모성애"를 불러일으켰다는 공통된 의견을 받았다. 페르소나 5 5주년 기념 투표에서는 3위를 차지했다. 페르소나 Q2 뉴 시네마 래버린스와 아틀러스 동남아시아의 페르소나 5 더 로열 인기 투표에서는 모두 5위를 차지했다. SEGA의 비리비리 계정에서 진행된 페르소나 5 더 로열 캐릭터 인기 투표에서 아케치가 1위를 차지했다.
《Kotaku》의 기타 잭슨은 아케치가 《페르소나 5 댄싱 스타 나이트》에 포함된 온라인 반응 때문에 페르소나 5 팬 사이에서 인기 있는 캐릭터라고 언급했다. 그러나 《Destructoid》의 크리스 모이스는 아케치를 시리즈에서 "최악의 소년"으로 간주하며, "수동공격적인 태도"와 "나르시시즘과 잘못된 오만함에 기반한 강박적인 성격"을 가졌다고 묘사했다. 《TheGamer》의 트리스탄 주르코비치(Tristan Jurkovich)는 또한 아케치를 로열 버전의 최악의 추가 요소 중 하나로 평가하며, "원래의 만남을 통해 그와 자동으로 관계를 맺어야 했던 것과 달리, 이제 플레이어는 함께 어울리는 시간을 따로 가져야 한다. 그에 대해 더 알아가는 것이 어쩌면 새로운 사용자에게는 매력적으로 들릴지 모르지만, 나중에 그에게 어떤 일이 일어나는지를 안다면, 로열에 추가된 이 새로운 외관을 받아들이기 어렵다"고 비판했다. 또한 《디 A.V. 클럽》의 클레이튼 퍼덤은 아케치 캐릭터가 "아이들 애니메이션에서 뚝 떨어져 나온 것 같다"고 평했으며, 게임의 "현실 세계의 어둠과 과장된 명랑함" 사이의 균형을 "너무 기울여서" 부차적인 캐릭터처럼 느껴졌다고 언급했다. 《Siliconera》와 《게임스팟》은 로열에서의 아케치 캐릭터 묘사가 조커와의 더욱 호감 가는 상호작용을 제공한다는 점에서 칭찬했다. 《폴리곤》도 로열에서 아케치를 다룬 방식에 대해 유사한 의견을 표명하며 원본보다 우수하다고 평가했다. 《코믹 북 리소시스》는 아케치와 조커의 쇼타임을 1위로 평가하며, 둘의 복잡하지만 강력한 관계를 상징하는 특별한 기술이라고 칭찬했다. 팬케이크는 아케치와 관련된 인터넷 밈이 되기도 했다.
《애니메 뉴스 네트워크》의 크리스토퍼 패리스는 리뷰에서 게임과 달리 애니메이션이 아케치의 캐릭터를 더욱 깊이 파고들었다고 느꼈다. 또한 아케치의 스토리가 괴도단에 대한 반대 때문에 "긴장감"을 더한다고 말했다. 그는 아케치와 조커의 라이벌 관계를 "역동적"이라고 평가했으며, 둘의 적대감에도 불구하고 도덕성에 대한 토론이 "친근했다"고 느꼈다. 그러나 아케치 캐릭터의 동기에 대한 폭로가 너무 "막판에" 이루어진 것 같다고 느꼈다.
LHCb(대형 강입자 충돌기 바닥 쿼크, ) 실험은 CERN의 대형 강입자 충돌기에서 데이터를 수집하는 입자 물리학 검출기이다. LHCb는 b 및 c-강입자 (즉, 바닥 쿼크와 맵시 쿼크를 포함하는 무거운 입자)의 상호작용에서 CP 위반 매개변수를 측정하는 데 특화되어 있다. 이러한 연구는 우주의 물질-반물질 비대칭을 설명하는 데 도움이 될 수 있다. 이 검출기는 또한 전방 영역에서 생성 단면적, 이색 강입자 분광학 및 전기·약 물리학 측정을 수행할 수 있다. LHCb 협력단은 실험을 구축, 운영 및 데이터를 분석하는 22개국 98개 과학 기관의 약 1650명으로 구성되어 있다. 빈센초 바뇨니가 2023년 7월 1일 크리스 파크스(2020-2023년 대변인)에 이어 협력단의 대변인이 되었다. 이 실험은 스위스 제네바 국경 근처 프랑스 페르네-볼테르와 가까운 LHC 터널의 8번 지점에 위치해 있다. (작은) MoEDAL 실험은 같은 동굴을 공유한다.
물리학 목표.
이 실험은 중대량(바닥 쿼크 및 맵시 쿼크), 전기약력 및 양자 색역학(QCD) 물리학의 많은 중요한 측면을 다루는 광범위한 물리학 프로그램을 가지고 있다. B 중간자를 포함하는 6가지 주요 측정이 확인되었다. 이들은 2010-2012년 첫 고에너지 LHC 실행을 위한 핵심 물리학 프로그램을 구성한 로드맵 문서에 설명되어 있다. 여기에는 다음이 포함된다:
LHCb 검출기.
두 개의 b-강입자가 주로 동일한 전방 원뿔에서 생성된다는 사실은 LHCb 검출기 배치에 활용된다. LHCb 검출기는 수평으로 10~300 밀리라디안 (mrad), 수직 평면에서 250mrad의 극각 범위를 갖는 단일 암 전방 분광기이다. 수평 및 수직 평면 간의 비대칭은 주 자기장 성분이 수직 방향인 큰 쌍극자 자석에 의해 결정된다.
하위 시스템.
꼭짓점 위치 파악기(VELO)는 양성자 상호작용 영역 주위에 구축된다. 상호작용 지점 근처의 입자 궤적을 측정하여 1차 및 2차 꼭짓점을 정확하게 분리하는 데 사용된다.
검출기는 LHC 빔에서 떨어진 곳에서 작동한다. 이는 엄청난 입자 플럭스를 의미한다. VELO는 약 3년 동안 연간 1014 p/cm2 이상의 통합 플루언스를 견디도록 설계되었다. 검출기는 진공 상태에서 작동하며 이산화 탄소(CO2) 시스템을 사용하여 약 로 냉각된다. VELO 검출기의 데이터는 Beetle ASIC에 의해 증폭되고 읽혀진다.
RICH-1 검출기(고리형 이미징 체렌코프 검출기)는 꼭짓점 검출기 바로 뒤에 위치한다. 저운동량 궤적의 입자 식별에 사용된다.
주 트래킹 시스템은 쌍극자 자석 앞뒤에 배치된다. 전하를 띤 입자의 궤적을 재구성하고 운동량을 측정하는 데 사용된다. 트래커는 세 가지 하위 검출기로 구성된다:
트래킹 시스템 다음에는 RICH-2가 있다. 이는 고운동량 궤적의 입자 유형을 식별할 수 있게 한다.
전자기 및 강입자 칼로리미터는 전자, 광자 및 강입자의 에너지를 측정한다. 이러한 측정은 트리거 수준에서 큰 횡단 운동량을 가진 입자(고-Pt 입자)를 식별하는 데 사용된다.
뮤온 시스템은 사건에서 뮤온을 식별하고 트리거하는 데 사용된다.
LHCb 업그레이드 (2019-2021).
2018년 말 LHC는 업그레이드를 위해 가동이 중단되었으며, 현재 2022년 초 재가동이 계획되어 있다. LHCb 검출기의 경우 거의 모든 하위 검출기가 현대화되거나 교체될 예정이다. 현대화된 꼭짓점 위치 파악기, 상류 트래커(UT) 및 섬광 섬유 트래커(SciFi)로 구성된 완전히 새로운 트래킹 시스템을 갖게 될 것이다. RICH 검출기도 업데이트될 것이며, 전체 검출기 전자 장치도 마찬가지이다. 그러나 가장 중요한 변화는 실험의 완전 소프트웨어 트리거로의 전환인데, 이는 기록된 모든 충돌이 중간 하드웨어 필터링 단계 없이 정교한 소프트웨어 프로그램에 의해 분석될 것임을 의미한다 (과거에 병목 현상이 발견되었기 때문).
2011년 양성자-양성자 실행 동안 LHCb는 7 TeV의 충돌 에너지에서 1 fb−1의 통합 광도를 기록했다. 2012년에는 8 TeV의 에너지에서 약 2 fb−1가 수집되었다. 2015-2018년(LHC Run 2) 동안에는 13 TeV의 질량 중심 에너지에서 약 6 fb−1가 수집되었다. 또한, 양성자-납, 납-납 및 크세논-크세논 충돌에서 소량의 샘플이 수집되었다. LHCb 설계는 또한 VELO 부피 내에 주입된 가스(헬륨 또는 네온)와 입자 빔의 충돌을 연구할 수 있게 하여 고정 표적 실험과 유사하게 만들었다. 이 설정은 일반적으로 "SMOG"이라고 불린다. 이러한 데이터 세트는 협력단이 많은 추가 측정과 함께 정밀 표준 모형 테스트의 물리학 프로그램을 수행할 수 있게 한다. 2021년 현재 LHCb는 500개 이상의 과학 논문을 발표했다.
강입자 분광학.
LHCb는 바닥 쿼크와 맵시 쿼크 강입자를 연구하기 위해 설계되었다. 알려지지 않은 X(3872)와 같은 알려진 입자에 대한 정밀 연구 외에도, 이 실험을 통해 다수의 새로운 강입자가 발견되었다. 2021년 현재, 모든 4개의 LHC 실험은 총 약 60개의 새로운 강입자를 발견했으며, 그 중 대부분은 LHCb에 의해 발견되었다. 2015년, LHCb 실험에서 바닥 람다 중입자 (Λ) 붕괴 분석은 명백한 펜타쿼크의 존재를 밝혀냈다. 이는 "우연한" 발견으로 묘사되었다. 다른 주목할 만한 발견으로는 2017년의 "이중 맵시" 중입자 formula_1가 있는데, 이는 두 개의 무거운 쿼크를 가진 최초의 알려진 중입자이다. 그리고 2020년의 완전히 맵시 쿼크로 이루어진 테트라쿼크 formula_2가 있는데, 이는 두 개의 맵시 쿼크와 두 개의 맵시 반쿼크로 구성되어 있다.
CP 위반 및 혼합.
B 중간자 붕괴에서 전하-패리티 (CP) 위반 연구는 LHCb 실험의 주요 설계 목표이다. 2021년 현재, LHCb 측정은 CKM 유니타리 행렬에 의해 기술된 그림을 놀라운 정밀도로 확인한다. 유니타리 행렬의 각도 formula_3는 이제 약 4°로 알려져 있으며, 간접적인 결정과 일치한다.
2019년, LHCb는 맵시 중간자 붕괴에서 CP 위반을 발견했다고 발표했다. 이는 케이온이나 B 중간자 외의 입자 붕괴에서 CP 위반이 관찰된 첫 사례이다. 관찰된 CP 비대칭의 비율은 기존 이론적 예측의 상한에 있어 입자 이론가들 사이에서 표준 모형을 넘어선 물리학의 가능한 영향에 대한 관심을 불러일으켰다.
2020년, LHCb는 Bs 중간자 붕괴에서 시간 의존적 CP 위반을 발견했다고 발표했다. Bs 중간자가 그 반입자로 진동하고 다시 돌아오는 진동 주파수는 2021년에 매우 정밀하게 측정되었다.
희귀 붕괴.
희귀 붕괴는 표준 모형에서 심하게 억제되는 붕괴 모드로, 아직 알려지지 않은 물리학 메커니즘의 잠재적 효과에 민감하게 반응한다.
2014년, LHCb와 CMS 실험은 네이처에 공동 논문을 발표하며 매우 희귀한 붕괴 formula_4의 발견을 알렸는데, 그 비율은 표준 모형 예측에 가까운 것으로 밝혀졌다. 이 측정은 비율의 큰 증가를 예측했던 초대칭 이론의 가능한 매개변수 공간을 심하게 제한했다. 그 이후로 LHCb는 이 붕괴 모드에서 더 정밀한 측정을 담은 여러 논문을 발표했다.
B 중간자의 여러 희귀 붕괴에서 이상 현상이 발견되었다. 가장 유명한 예는 붕괴 formula_5에서 발견된 소위 formula_6 각도 관측값인데, 데이터와 이론적 예측 간의 편차가 수년 동안 지속되었다. 여러 희귀 붕괴의 붕괴율도 이론적 예측과 다르지만, 후자에는 상당한 불확실성이 있다.
렙톤 맛 보편성.
표준 모형에서, 전하를 띤 렙톤(전자, 뮤온, 타우 렙톤)과 게이지 보존 사이의 결합은 렙톤 질량에서 발생하는 작은 차이만을 제외하고 동일할 것으로 예상된다. 이 가설은 "렙톤 맛 보편성"이라고 불린다. 결과적으로, b 강입자의 붕괴에서 전자와 뮤온은 비슷한 비율로 생성되어야 하며, 렙톤 질량으로 인한 작은 차이는 정확하게 계산할 수 있다.
LHCb는 formula_7 붕괴율을 formula_8 붕괴율과 비교하여 이러한 예측에서 벗어나는 현상을 발견했다. 그리고 유사한 과정에서도 발견되었다. 그러나 해당 붕괴가 매우 드물기 때문에, 최종 결론을 내리기 위해서는 더 많은 데이터셋을 분석해야 한다.
2021년 3월, LHCb는 렙톤 보편성의 이상 현상이 "3 표준 편차" 통계적 유의성 임계값을 넘어섰다고 발표했는데, 이는 0.1%의 유의 확률로 해석된다. 기호 formula_9가 주어진 붕괴가 발생할 확률을 나타내는 formula_10의 측정값은 formula_11로 밝혀졌으며, 반면 표준 모형은 1에 매우 가깝다고 예측한다. 2022년 12월, 개선된 측정은 이러한 이상 현상을 기각했다.
2023년 8월, LHCb와 Belle II가 렙톤 붕괴 formula_12 (여기서 formula_13) 및 준렙톤 붕괴 formula_14에서 공동으로 수행한 탐색은 보편성 위반에 대한 새로운 한계를 설정했다.
기타 측정.
LHCb는 양자색역학, 전기약력 물리학 연구에 기여했으며, 천체입자 물리학을 위한 단면적 측정값을 제공했다.
쉐칭하오(, 2000년 9월 26일 ~ )는 중화인민공화국의 축구 선수로 포지션은 골키퍼이며 현재 중국 슈퍼리그 상하이 선화 소속이다.
유엔 안전 보장 이사회 결의 제1967호는 2011년 1월 19일 만장일치로 채택된 안전 보장 이사회의 결의안으로, 1933호(2010)와 1942호(2010), 1946호(2010), 1951호(2010), 1962호(2010) 등 코트디부아르 정세에 관한 이전 결의안들을 상기시킨 후, 코트디부아르 유엔 작전(UNOCI)에 참여 하는 병력을 2,000명 증원키로 하였다. 이는 2011년에 채택된 최초의 안전보장이사회 결의이다.
유엔 헌장 제7장에 따라 이사회는 결의안 1942에서 승인된 병력과 더불어 UNOCI가 2011년 6월 30일까지 코트디부아르에 머물도록 추가로 2,000명의 병력을 승인하였다. 또한, 필요.시에는 UNMIL의 3개 보병 중대와 1개 항공 부대가 4주 더 코트디부아르에 머물도록 승인되었고, 같은 기간 동안 3대의 무장 헬리콥터가 UNMIL에서 UNOCI로 이전되었다. 또한 비무장 군중을 처리하기 위해 60명의 추가 경찰을 배치하도록 승인하였다. 모든 임시 조치는 2011년 3월 31일까지 사무총장이 검토하는 것으로 되어 있다.
ATLAS는 스위스 유럽 입자 물리 연구소(CERN)의 입자 가속기인 대형 강입자 충돌기(LHC)에서 가장 큰 다목적 입자 검출기 실험이다. 이 실험은 LHC에서 사용할 수 있는 전례 없는 에너지를 활용하고, 이전의 낮은 에너지 가속기로는 관측할 수 없었던 매우 질량이 큰 기본 입자를 포함하는 현상을 관측하도록 설계되었다. ATLAS는 2012년 7월 힉스 보손 발견에 참여한 두 개의 LHC 실험 중 하나였다. 또한 표준 모형을 넘어선 입자물리학 이론의 증거를 찾기 위해 설계된 바 있다.
이 실험은 40개국 243개 기관의 물리학자 3,822명을 포함한 총 6,003명의 구성원이 참여하는 협업으로 이루어져 있다 (최종 업데이트: 2022년 6월 26일).
입자 가속기의 성장.
최초의 사이클로트론은 초기 형태의 입자 가속기로, 어니스트 올랜도 로렌스가 1931년에 지었으며, 반지름이 불과 몇 센티미터이고 입자 에너지가 1 메가전자볼트 (MeV)에 불과했다. 그 이후로 가속기는 점점 더 거대한 질량의 새로운 입자를 생성하려는 탐구에서 엄청나게 성장했다. 가속기가 성장함에 따라, 연구에 사용될 수 있는 알려진 입자 목록도 함께 성장했다.
ATLAS 협력단.
ATLAS 협력단은 검출기를 건설하고 운영하는 다양한 대학 및 연구 센터 소속의 국제 물리학자 그룹으로, 1992년 제안된 EAGLE (Experiment for Accurate Gamma, Lepton and Energy Measurements)과 ASCOT (Apparatus with Super Conducting Toroids) 협력단이 새로운 입자 가속기인 대형 강입자 충돌기를 위한 단일 다목적 입자 검출기를 건설하기 위해 노력을 합치면서 형성되었다. 현재 ATLAS 협력단은 42개국 257개 기관의 물리학자 3,822명을 포함한 총 6,003명의 구성원으로 이루어져 있다 (최종 업데이트: 2022년 6월 26일).
검출기 설계 및 건설.
설계는 이전 LHC 프로젝트인 EAGLE과 ASCOT의 조합이었으며, 1993년에 중단된 미국 프로젝트인 초전도 초충돌기를 위해 수행된 검출기 연구 및 개발의 혜택도 받았다. ATLAS 실험은 현재 형태로 1994년에 제안되었으며, 1995년에 CERN 회원국으로부터 공식적으로 자금을 지원받았다. 그 후 몇 년 동안 추가 국가, 대학교, 연구소들이 합류했다. 건설 작업은 개별 기관에서 시작되었으며, 검출기 부품은 CERN으로 배송되어 2003년부터 ATLAS 실험 구덩이에서 조립되었다.
검출기 작동.
건설은 2008년에 완료되었고, 그 해 9월 10일 실험은 첫 번째 단일 양성자 빔 이벤트를 감지했다.
이후 LHC의 자석 소멸 사고로 인해 데이터 수집이 1년 이상 중단되었다. 2009년 11월 23일, LHC에서 첫 번째 양성자-양성자 충돌이 발생했으며, ATLAS에 의해 기록되었다. 충돌의 질량 중심에서 상대적으로 낮은 900 GeV의 주입 에너지로 이루어졌다. 그 이후로 LHC 에너지는 계속 증가했다: 2009년 말에는 1.8 TeV, 2010년과 2011년 전체에는 7 TeV, 그리고 2012년에는 8 TeV.
2010년에서 2012년 사이에 수행된 첫 번째 데이터 수집 기간은 Run I이라고 불린다. 2013년과 2014년의 장기 가동 중단(LS1) 이후, 2015년에 ATLAS는 13 TeV 충돌을 관측했다. 두 번째 데이터 수집 기간인 Run II는 2018년 말에 13 TeV 에너지로 완료되었으며, 거의 140 fb−1 (역 펨토반)의 기록된 통합 광도를 가졌다. 2019년부터 2022년까지 두 번째 장기 가동 중단(LS2)과 ATLAS 검출기 업그레이드가 이어졌고, Run III는 2022년 7월에 시작되었다.
ATLAS 협력단은 현재 대변인 스테판 윌로크와 부대변인 안나 스피르라 및 기욤 위날이 이끌고 있다. 전 대변인들은 다음과 같다:
실험 프로그램.
입자물리학 분야에서 ATLAS는 대형 강입자 충돌기(LHC)에서의 에너지 충돌에서 감지되거나 감지될 수 있는 다양한 유형의 과정을 연구한다. 이미 알려진 과정에 대해서는 알려진 입자의 특성을 점점 더 정확하게 측정하거나 표준 모형의 양적 확인을 찾는 것이 중요하다. 지금까지 관측되지 않은 과정은 만약 감지된다면 새로운 기본 입자를 발견하거나 표준 모형을 넘어서는 물리 이론을 확인하는 데 도움이 될 것이다.
입자물리학의 표준 모형은 우주에 알려진 네 가지 기본 상호작용 중 세 가지(전자기력, 약한 상호작용, 강한 상호작용은 설명하지만 중력은 제외)를 설명하고, 모든 알려진 기본 입자를 분류하는 이론이다. 이 이론은 20세기 후반 내내 전 세계 많은 과학자들의 노력을 통해 단계적으로 발전했으며, 쿼크의 존재에 대한 실험적 확인을 통해 현재의 공식화가 1970년대 중반에 완성되었다. 그 이후로 꼭대기 쿼크(1995년), 타우 중성미자(2000년), 그리고 힉스 보손(2012년)의 확인은 표준 모형에 대한 추가적인 신뢰를 더했다. 또한 표준 모형은 약한 중성류와 W와 Z보손의 다양한 특성을 매우 정확하게 예측했다.
표준 모형은 이론적으로 자기 일관적이라고 믿어지며 실험 예측을 제공하는 데 큰 성공을 거두었지만, 일부 현상을 설명하지 못하고 기본 상호작용의 완전한 이론이 되는 데 미치지 못한다. 중입자 비대칭을 완전히 설명하지 못하고, 일반 상대성이론으로 기술되는 중력의 완전한 이론을 통합하지 못하며, 암흑 에너지로 설명될 수 있는 우주의 가속 팽창을 설명하지 못한다. 이 모형에는 관측 물리 우주론에서 추론된 필요한 모든 특성을 가진 실행 가능한 암흑물질 입자가 포함되어 있지 않다. 또한 중성미자 진동과 그 0이 아닌 질량을 통합하지 않는다.
정밀 측정.
2012년 ATLAS와 CMS 실험에 의해 검출된 힉스 보손을 제외하고, 표준 모형이 예측한 모든 입자는 이전 실험에서 관측되었다. 이 분야에서 힉스 보손의 발견 외에도 ATLAS의 실험 작업은 이론의 많은 물리적 매개변수를 점점 더 정확하게 결정하는 것을 목표로 하는 정밀 측정에 집중했다.
특히 다음을 위해
ATLAS는 다음을 측정한다:
예를 들어, ATLAS가 수집한 데이터는 2018년에 전기·약 작용의 두 매개체 중 하나인 W보손의 질량을 [(80,370±19) MeV]로 측정할 수 있게 해주었으며, 측정 불확도는 ±2.4‰였다.
힉스 보손.
ATLAS의 가장 중요한 목표 중 하나는 표준 모형의 누락된 부분인 힉스 보손을 조사하는 것이었다. 힉스 메커니즘은 힉스 보손을 포함하며, 기본 입자에 질량을 부여하여 W와 Z보손에 질량을 부여하는 반면 광자는 질량이 없도록 하여 약한 상호작용과 전자기학 간의 차이를 발생시킨다.
2012년 7월 4일, ATLAS는 LHC의 자매 실험인 CMS와 함께 5 시그마의 신뢰 수준으로 힉스 보손과 일치하는 입자의 존재에 대한 증거를 보고했다. 질량은 약 125 GeV, 즉 양성자 질량의 133배였다. 이 새로운 "힉스 유사" 입자는 두 개의 광자로의 붕괴 (formula_1)와 네 개의 렙톤으로의 붕괴 (formula_2 및 formula_3)를 통해 검출되었다.
2013년 3월, ATLAS와 CMS의 업데이트된 결과에 따라 CERN은 새로 발견된 입자가 실제로 힉스 보손이라고 발표했다. 실험자들은 또한 입자의 특성과 다른 입자와 상호작용하는 방식이 스핀 0과 양의 반전성을 가질 것으로 예상되는 힉스 보손의 특성과 잘 일치함을 보여줄 수 있었다. 2015년과 2016년에 수집된 입자의 더 많은 특성과 데이터 분석을 통해 이는 더욱 확인되었다.
2013년 10월, 표준 모형 힉스 보손의 존재를 예측한 두 명의 이론 물리학자인 피터 힉스와 프랑수아 앙글레르는 노벨 물리학상을 수상했다.
꼭대기 쿼크 특성.
1995년 페르미 국립 가속기 연구소에서 발견된 꼭대기 쿼크의 특성은 대략적으로 측정되었다. 훨씬 더 큰 에너지와 더 높은 충돌률로 인해 LHC는 엄청난 수의 꼭대기 쿼크를 생성하여 ATLAS가 질량과 다른 입자와의 상호작용을 훨씬 더 정밀하게 측정할 수 있게 한다. 이 측정들은 표준 모형의 세부 사항에 대한 간접적인 정보를 제공하며, 새로운 물리학을 시사하는 불일치를 밝힐 가능성이 있다.
표준 모형을 넘어서다.
표준 모형은 쿼크, 렙톤, 중성미자가 존재해야 한다고 예측하지만, 이 입자들의 질량이 왜 그렇게 다른지(그것들은 크기가 몇 배나 다르다) 설명하지 못한다. 또한, 표준 모형에 따르면 중성미자의 질량은 광자의 질량처럼 정확히 0이어야 한다. 대신, 중성미자는 질량을 가지고 있다. 1998년 검출기 슈퍼 가미오칸데의 연구 결과는 중성미자가 한 맛깔에서 다른 맛깔로 진동할 수 있음을 확인했으며, 이는 중성미자가 0이 아닌 질량을 가지고 있음을 의미한다. 이러한 이유 및 다른 이유로 인해 많은 입자물리학자들은 표준 모형이 테라전자볼트 (TeV) 스케일 이상의 에너지에서 붕괴될 가능성이 있다고 믿는다. 초대칭(SUSY)을 포함한 대부분의 대체 이론, 즉 대통일 이론(GUTs)은 표준 모형의 입자들보다 더 큰 질량을 가진 새로운 입자의 존재를 예측한다.
현재 제안된 대부분의 이론은 새로운 고질량 입자를 예측하며, 일부는 ATLAS에서 관측할 수 있을 만큼 충분히 가벼울 수 있다. 초대칭 모형은 새로운, 매우 무거운 입자를 포함한다. 많은 경우 이러한 입자는 고에너지 쿼크와 일반 물질과 상호작용할 가능성이 매우 낮은 안정적인 무거운 입자로 붕괴된다. 안정적인 입자는 검출기를 벗어나 하나 이상의 고에너지 쿼크 제트와 많은 양의 "결측" 운동량을 신호로 남긴다. 칼루차–클레인 이론의 입자와 같은 다른 가상의 무거운 입자들도 유사한 신호를 남길 수 있다.
LHC Run II 종료 시점까지 수집된 데이터는 초대칭 또는 예상치 못한 입자의 증거를 보여주지 않았으며, 이에 대한 연구는 Run III 이후부터 수집될 데이터에서 계속될 것이다.
물질과 반물질의 행동 사이의 비대칭, 즉 CP 위반도 조사되고 있다. 바바르 실험 및 벨 실험과 같이 CP 위반 측정을 위한 최근 실험들은 우주에서 감지 가능한 반물질의 부족을 설명할 만큼 충분한 표준 모형 내의 CP 위반을 감지하지 못했다. 새로운 물리학 모형이 추가적인 CP 위반을 도입하여 이 문제에 대한 해답을 제시할 수도 있다. 이러한 모형을 지지하는 증거는 새로운 입자의 직접적인 생성으로 감지되거나 B 및 D 중간자의 특성 측정으로 간접적으로 감지될 수 있다. B-중간자에 특화된 LHC 실험인 LHCb가 후자에 더 적합할 가능성이 높다.
미시적 블랙홀.
ADD 모형에 기반한 일부 가설은 큰 추가 차원을 포함하며, LHC에 의해 미시적 블랙홀이 형성될 수 있다고 예측한다. 이들은 호킹 복사를 통해 즉시 붕괴하여 표준 모형의 모든 입자를 동등한 수로 생성하고 ATLAS 검출기에 명확한 신호를 남길 것이다.
ATLAS 검출기.
ATLAS 검출기는 길이 46 미터, 지름 25 미터, 무게 약 7,000 톤이며, 약 3,000 킬로미터의 케이블을 포함한다.
원둘레 27 킬로미터의 유럽 입자 물리 연구소(CERN)의 대형 강입자 충돌기(LHC)는 두 개의 양성자 빔을 충돌시키며, 각 양성자는 최대 6.8 TeV의 에너지를 지니고 있다. 이는 현재 알려진 어떤 입자보다도 훨씬 더 큰 질량의 입자를 생산하기에 충분한 에너지이며, 그러한 입자가 존재한다면 말이다. 대형 강입자 충돌기가 생성한 양성자 입자 빔이 검출기 중앙에서 상호작용할 때, 다양한 범위의 에너지를 가진 다양한 입자들이 생성된다.
다목적 요구사항.
ATLAS 검출기는 다목적으로 설계되었다. 특정 물리적 과정에 초점을 맞추기보다는, ATLAS는 가능한 가장 넓은 범위의 신호를 측정하도록 설계되었다. 이는 새로운 물리적 과정이나 입자가 어떤 형태를 취하든 ATLAS가 이를 감지하고 그 특성을 측정할 수 있도록 보장하기 위한 것이다. ATLAS는 이러한 입자, 즉 질량, 운동량, 에너지, 수명, 전하 및 핵 스핀을 감지하도록 설계되었다.
테바트론 및 대형 전자-양전자 충돌기와 같은 이전 충돌기에서의 실험 또한 다목적 감지를 위해 설계되었다. 그러나 빔 에너지와 극도로 높은 충돌률로 인해 ATLAS는 이전 실험보다 훨씬 더 크고 복잡해야 하며, 이는 대형 강입자 충돌기의 고유한 과제를 제시한다.
층상 설계.
입자 빔이 충돌하는 상호작용점에서 생성되는 모든 입자를 식별하기 위해 검출기는 다양한 유형의 검출기로 구성된 여러 층으로 설계되었으며, 각 층은 특정 유형의 입자를 관측하도록 설계되었다. 각 층에서 입자가 남기는 다양한 흔적은 효과적인 입자 식별과 에너지 및 운동량의 정확한 측정을 가능하게 한다. (검출기 각 층의 역할은 아래에서 설명한다.) 가속기가 생성하는 입자의 에너지가 증가함에 따라, 더 높은 에너지 입자를 효과적으로 측정하고 멈추게 하기 위해 검출기도 커져야 한다. 2022년 현재, ATLAS 검출기는 입자 충돌기에서 건설된 것 중 가장 크다.
검출기 시스템.
ATLAS 검출기는 LHC의 양성자 빔이 충돌하는 상호작용점 주위에 일련의 점차 커지는 동심원통으로 구성된다. 양성자 빔 주변의 고방사선 영역에서 검출기 성능을 유지하는 것은 중요한 공학적 과제이다. 검출기는 네 가지 주요 시스템으로 나눌 수 있다:
이들 각각은 다시 여러 층으로 이루어져 있다. 검출기들은 상호 보완적이다: 내부 검출기는 입자를 정밀하게 추적하고, 칼로리미터는 쉽게 멈추는 입자의 에너지를 측정하며, 뮤온 시스템은 매우 침투성이 강한 뮤온에 대한 추가 측정을 한다. 두 자석 시스템은 내부 검출기와 뮤온 분광기에서 전하 입자를 구부려 전하와 운동량을 측정할 수 있도록 한다.
직접적으로 감지할 수 없는 유일하게 확립된 안정된 입자는 중성미자이다. 중성미자의 존재는 감지된 입자들 사이의 운동량 불균형을 측정함으로써 추론된다. 이를 위해서는 검출기가 "헤르메틱"해야 하며, 이는 생성된 모든 비중성미자를 사각지대 없이 감지해야 함을 의미한다.
위의 모든 검출기 시스템 설치는 2008년 8월에 완료되었다. 검출기들은 2008년 가을부터 2009년 가을까지 진행된 자석 수리 기간 동안 수백만 개의 우주선을 수집했으며, 이는 첫 양성자 충돌 이전에 이루어졌다. 검출기는 거의 100% 효율로 작동했으며 설계 값에 매우 가까운 성능 특성을 제공했다.
내부 검출기.
내부 검출기는 양성자 빔 축에서 몇 센티미터 떨어진 곳에서 시작하여 반경 1.2 미터까지 확장되며, 빔 파이프를 따라 6.2 미터 길이이다. 기본 기능은 충전된 입자가 재료와 이산점에서 상호작용하는 것을 감지하여 입자를 추적하는 것으로, 입자의 유형과 운동량에 대한 자세한 정보를 드러낸다.
내부 검출기는 세 부분으로 구성되며, 아래에서 설명한다.
내부 검출기 전체를 둘러싼 자기장은 전하를 띤 입자를 휘게 만들며, 휘는 방향은 입자의 전하를 나타내고 휘는 정도는 운동량을 나타낸다. 궤적의 시작점은 입자 식별에 유용한 정보를 제공한다. 예를 들어, 한 무리의 궤적이 원래 양성자-양성자 충돌 지점이 아닌 다른 지점에서 시작된 것처럼 보인다면, 이는 입자가 바닥 쿼크를 가진 강입자의 붕괴에서 나왔을 수 있음을 나타낼 수 있다 ((b-tagging 참조)).
픽셀 검출기.
검출기의 가장 안쪽 부분인 픽셀 검출기는 네 개의 동심원 층과 각 엔드캡에 세 개의 디스크를 포함하며, 총 1,744개의 모듈로 이루어져 있고, 각 모듈의 크기는 2 센티미터 x 6 센티미터이다. 감지 물질은 두께 250 μm의 규소이다. 각 모듈에는 16개의 판독 컴퓨터 칩과 기타 일렉트로닉스 부품이 포함되어 있다. 판독 가능한 최소 단위는 픽셀(50 x 400 마이크로미터)이며, 각 모듈에는 약 47,000개의 픽셀이 있다.
미세한 픽셀 크기는 상호작용점에 매우 가까운 곳에서 극도로 정밀한 추적을 위해 설계되었다. 총 9200만 개 이상의 판독 채널을 가진 픽셀 검출기는 전체 검출기 판독 채널의 약 50%를 차지한다. 이러한 대규모 채널 수는 상당한 설계 및 공학적 과제를 야기했다. 또 다른 과제는 상호작용점에 근접하기 때문에 픽셀 검출기가 노출되는 방사선이었다. 이는 모든 구성 요소가 상당한 노출 후에도 계속 작동하도록 방사선 내성이 있어야 함을 의미한다.
반도체 추적기.
반도체 추적기(SCT)는 내부 검출기의 중간 구성 요소이다. 개념과 기능은 픽셀 검출기와 유사하지만, 작은 픽셀 대신 길고 좁은 스트립을 사용하여 더 넓은 영역을 실용적으로 덮을 수 있다. 각 스트립은 80 마이크로미터 x 12 센티미터이다. SCT는 픽셀 검출기보다 훨씬 넓은 영역에서 더 많은 샘플링 포인트와 거의 동일한 (비록 1차원이지만) 정확도로 입자를 측정하기 때문에 빔에 수직인 평면에서 기본 추적을 위한 내부 검출기의 가장 중요한 부분이다. 네 개의 실리콘 스트립 이중층으로 구성되어 있으며, 630만 개의 판독 채널과 총 61 제곱미터의 면적을 가지고 있다.
전이 방사선 추적기.
전이 방사선 추적기(TRT)는 내부 검출기의 가장 바깥쪽 구성 요소로, 스트로 추적기와 전이 방사선 검출기의 조합이다. 감지 요소는 지름 4밀리미터, 길이 최대 144센티미터의 드리프트 튜브(스트로)이다. 트랙 위치 측정의 불확실성(위치 분해능)은 약 200마이크로미터이다. 이는 다른 두 검출기보다 정밀하지는 않지만, 더 큰 부피를 덮는 비용을 줄이고 전이 방사선 감지 기능을 갖기 위해 필요했다. 각 스트로는 전하를 띤 입자가 통과할 때 이온화되는 가스로 채워져 있다. 스트로는 약 -1,500V로 유지되어 음이온을 각 스트로 중앙의 가는 선으로 밀어내어 선에 전류 펄스(신호)를 생성한다. 신호를 가진 선들은 입자의 경로를 결정할 수 있는 '히트' 스트로 패턴을 만든다. 스트로 사이의 굴절률이 크게 다른 물질은 초상대론적 전하를 띤 입자가 전이 방사선을 생성하고 일부 스트로에 훨씬 더 강한 신호를 남기게 한다. 제논과 아르곤 가스는 강한 신호를 가진 스트로의 수를 늘리기 위해 사용된다. 전이 방사선의 양은 고도로 상대론적 입자(빛의 속력에 매우 가까운 속도를 가진 입자)에서 가장 크기 때문에, 특정 에너지를 가진 입자는 가벼울수록 속도가 더 빨라지므로, 매우 강한 신호가 많은 입자 경로는 가장 가벼운 전하를 띤 입자, 즉 전자와 그 반입자인 양전자에 속하는 것으로 식별될 수 있다. TRT는 총 약 298,000개의 스트로를 가지고 있다.
칼로리미터.
칼로리미터는 내부 검출기를 둘러싼 솔레노이드 자석 밖에 위치한다. 그 목적은 입자로부터 에너지를 흡수하여 측정하는 것이다. 기본적으로 두 가지 칼로리미터 시스템이 있다: 내부 전자기 칼로리미터와 외부 강입자 칼로리미터. 둘 다 샘플링 칼로리미터이다. 즉, 고밀도 금속에서 에너지를 흡수하고 주기적으로 결과적인 입자 소나기의 형태를 샘플링하여 이 측정으로부터 원래 입자의 에너지를 추론한다.
전자기 칼로리미터.
전자기(EM) 칼로리미터는 전하를 띤 입자와 광자를 포함하여 전자기적으로 상호작용하는 입자로부터 에너지를 흡수한다. 에너지 흡수량과 에너지 증착의 정확한 위치 모두에서 높은 정밀도를 가진다. 입자의 궤적과 검출기의 빔 축 사이의 각도(또는 더 정확하게는 가속도)와 수직 평면 내의 각도는 둘 다 대략 0.025 라디안 이내로 측정된다. 배럴 EM 칼로리미터는 아코디언 모양의 전극을 가지며, 에너지 흡수 물질은 납과 스테인리스강이고, 샘플링 물질은 액체 아르곤이며, EM 칼로리미터를 충분히 냉각시키기 위해 저온 유지 장치가 필요하다.
강입자 칼로리미터.
강입자 칼로리미터는 EM 칼로리미터를 통과하지만, 강한 상호작용을 통해 상호작용하는 입자로부터 에너지를 흡수한다. 이 입자들은 주로 강입자이다. 에너지 크기와 국소화 모두에서 정밀도가 낮다 (약 0.1 라디안 이내). 에너지 흡수 물질은 강철이며, 섬광 타일이 침착된 에너지를 샘플링한다. 칼로리미터의 많은 특징은 비용 효율성을 위해 선택되었다. 이 장비는 크고 엄청난 양의 건축 자재를 포함한다. 칼로리미터의 주요 부분인 타일 칼로리미터는 지름이 8미터이고 빔 축을 따라 12미터를 덮는다. 강입자 칼로리미터의 맨 앞쪽 부분은 전방 EM 칼로리미터의 저온 유지 장치 내에 포함되어 있으며, 구리와 텅스텐을 흡수체로 사용하면서 액체 아르곤도 사용한다.
뮤온 분광기.
뮤온 분광기는 다음과 같은 세 부분으로 구성된 매우 큰 추적 시스템이다:
이 서브 검출기의 범위는 칼로리미터에 가까운 반경 4.25m에서 검출기 전체 반경(11m)까지 확장된다. 엄청난 크기가 필요한 이유는 뮤온의 운동량을 정확하게 측정하기 위함이며, 뮤온은 뮤온 분광기에 도달하기 전에 검출기의 다른 모든 요소를 통과한다. 이 시스템은 100GeV 뮤온의 운동량을 3% 정확도로, 1TeV 뮤온의 운동량을 10% 정확도로 독립적으로 측정하도록 설계되었다. 하나 이상의 뮤온이 감지되어야만 관측할 수 있는 흥미로운 물리적 과정이 많고, 뮤온을 무시하면 이벤트의 총 입자 에너지를 측정할 수 없기 때문에 이러한 대규모 장비를 조립하는 데 많은 노력이 필요했다. 이는 내부 검출기와 유사하게 작동하며, 뮤온이 휘어져 운동량을 측정할 수 있도록 하지만, 다른 자기장 구성, 낮은 공간 정밀도, 그리고 훨씬 더 큰 부피를 가진다. 또한 뮤온을 단순히 식별하는 기능도 수행한다. 다른 유형의 입자는 칼로리미터를 통과하여 뮤온 분광기에 신호를 남길 가능성이 매우 적다. 이 시스템은 약 100만 개의 판독 채널을 가지며, 그 검출기 층의 총 면적은 12,000 제곱미터이다.
자석 시스템.
ATLAS 검출기는 두 개의 큰 초전도 자석 시스템을 사용하여 전하를 띤 입자의 궤적을 구부려 운동량을 측정할 수 있도록 한다. 이 굽힘은 로런츠 힘에 의한 것으로, 그 크기는 입자의 전하 formula_4, 속도 formula_5 및 자기장 formula_6의 세기에 비례한다:
LHC의 양성자 충돌에서 생성되는 모든 입자는 진공 중 빛의 속력에 매우 가깝게 이동하므로 formula_8, 로런츠 힘은 동일한 전하 formula_4를 가진 모든 입자에 대해 거의 동일하다:
로런츠 힘으로 인한 곡률 반경 formula_11은 다음과 같다.
여기서 formula_13는 입자의 상대론적 운동량이다. 결과적으로 고운동량 입자는 거의 휘지 않고 (큰 formula_11), 저운동량 입자는 크게 휜다 (작은 formula_11). 곡률의 양을 정량화할 수 있으며, 이 값으로부터 입자의 운동량을 결정할 수 있다.
솔레노이드 자석.
내부 솔레노이드는 내부 검출기를 둘러싸는 2 테슬라 자기장을 생성한다. 이 높은 자기장은 매우 높은 에너지 입자도 운동량을 결정하기에 충분히 휘게 하며, 거의 균일한 방향과 세기는 매우 정밀한 측정을 가능하게 한다. 운동량이 대략 400 MeV 미만인 입자는 너무 강하게 휘어서 자기장 내에서 반복적으로 회전하게 되어 측정되지 않을 가능성이 높다. 그러나 이 에너지는 각 양성자 충돌에서 방출되는 수 테라전자볼트의 에너지에 비하면 매우 작다.
토로이드 자석.
외부 원환체 자기장은 8개의 매우 큰 공심형 초전도 배럴 루프와 2개의 작은 엔드캡 공기 토로이드 자석으로 생성되며, 총 24개의 배럴 루프는 모두 칼로리미터 밖에 있고 뮤온 시스템 안에 위치한다. 이 자기장은 26 미터 길이, 20 미터 지름의 영역에 걸쳐 확장되며, 1.6 기가줄의 에너지를 저장한다. 충분한 크기의 솔레노이드 자석을 건설하는 것은 지나치게 비쌀 것이기 때문에 자기장은 균일하지 않다. 자기장은 2에서 8 테슬라미터 사이로 변한다.
전방 검출기.
ATLAS 검출기는 매우 작은 각도의 입자를 측정하기 위해 전방 영역에 네 개의 서브 검출기로 보완된다.
데이터 시스템.
데이터 생성.
이전 입자 검출기 판독 및 이벤트 감지 시스템은 VME버스 또는 FASTBUS와 같은 병렬 공유 버스를 기반으로 했다. 이러한 버스 아키텍처는 LHC 검출기의 데이터 요구 사항을 따라갈 수 없으므로, 모든 ATLAS 데이터 획득 시스템은 고속 지점 간 링크 및 스위칭 네트워크에 의존한다. 데이터 판독 및 저장을 위한 고급 일렉트로닉스를 사용하더라도 ATLAS 검출기는 모든 것을 판독하거나 저장하기에는 너무 많은 원시 데이터를 생성한다. 이는 원시 이벤트당 약 25 메가바이트에 검출기 중앙에서 초당 4천만 회의 빔 교차(40 MHz)를 곱한 양이다. 이는 초당 총 1 페타바이트의 원시 데이터를 생산한다. 물리적 정보를 포함하지 않는 각 이벤트의 빈 세그먼트(영점 억제)를 기록하지 않음으로써 이벤트의 평균 크기는 1.6 메가바이트로 줄어들어 초당 총 64 테라바이트의 데이터가 된다.
트리거 시스템.
트리거 시스템은 빠른 이벤트 재구성을 사용하여 상세 분석을 위해 유지할 가장 흥미로운 이벤트를 실시간으로 식별한다. LHC의 두 번째 데이터 수집 기간인 Run-2에서는 두 가지 트리거 레벨이 있었다:
분석 과정.
ATLAS는 매년 10 페타바이트 이상의 데이터를 영구적으로 기록한다.
오프라인 이벤트 재구성은 영구적으로 저장된 모든 이벤트에 대해 수행되어 검출기에서 오는 신호 패턴을 제트, 광자, 렙톤과 같은 물리학 객체로 변환한다. 그리드 컴퓨팅은 이벤트 재구성에 광범위하게 사용되어, 방대한 양의 원시 데이터를 물리학 분석에 적합한 형태로 줄이는 CPU 집약적인 작업을 위해 전 세계 대학 및 연구소 컴퓨터 네트워크를 병렬로 사용할 수 있도록 한다.
이러한 작업을 위한 소프트웨어는 수년 동안 개발되어 왔으며, 데이터 수집이 시작된 후에도 개선이 진행 중이다.
협력단의 개별 연구자와 그룹은 탐지된 입자 패턴에서 특정 물리 모델이나 가상의 입자를 찾아내기 위해 이러한 객체에 대한 추가 분석을 수행하는 자체 코드를 지속적으로 작성하고 있다. 이 활동은 매주 25 페타바이트의 데이터를 처리해야 한다.
유명한 에서 크기 비교를 위해 사진에 나온 연구원은 스웨덴 웁살라 대학교의 로저 루버 연구원이다. 루버는 ATLAS 검출기의 중앙 극저온 자석을 담당하는 연구원 중 한 명으로, 사진작가 막시밀리앙 브라이스가 ATLAS 검출기를 촬영하기 위해 준비 중일 때 LHC 터널에서 자석을 검사하고 있었다. 브라이스는 루버에게 ATLAS 검출기의 규모를 보여주기 위해 검출기 바닥에 서 달라고 요청했다. 이는 막시밀리앙 브라이스에 의해 밝혀졌고, 로저 루버는 옥스퍼드 대학교의 레베카 스메더스트와의 2020년 인터뷰에서 이를 확인했다.
[[분류:입자 실험]]
[[분류:유럽 입자 물리 연구소의 실험]]
유엔 유엔 안전 보장 이사회 결의 제1968호는 2011년 2월 16일 만장일치로 채택되었다. 1933호(2010년)와 1942호(2010년), 1946호(2010년), 1951호(2010년), 1962호(2010년), 1967호(2011년)을 포함한 코트디부아르 정세 관련 이전 결의안을 회수한 후, 이사회는 라이베리아 유엔 임무단(UNMIL)에서 코트디부아르 유엔 작전(UNOCI)으로의 병력 배치를 3개월 더 연장하였다.