Budowa detectora H1

Back Home I'M LOST!


Detektor H1 nie odbiega swoja koncepcja od typowego detektora jakie stosowane sa w nowoczesnej fizyce czastek elementarnych. Plansza z "typowym detektorem" ktora ogladali panstwo przed chwila opisuje wprawdzie doswiadczenie na zderzajacych sie wiazkach elektron-pozytron, ale zasadnicze elementy konstrukcji sa takie same, poniewaz zadania wszystkich obecnie budowanych detektorow sa bardzo podobne : sa to detektory uniwersalne, zdolne do detekcji, identyfikacji i pomiaru energi hadronow i leptonow produkowanych w zderzeniu wysokich energii.

Jak wyjasnialismy wyzej, bardzo wiele informacji o strukturze badanego obiektu (w naszym przypadku protonu lub jego skladnikow) mozemy uzyskac po prostu analizujac sposob w jaki rozproszyl sie elektron. Jednak pelne zrozumienie natury oddzialywania przy wysokich energiach wymaga zarejestrowania takze informacji o tym jakie czastki zostaly wyprodukowane w zderzeniu. Poslugujac sie niedoskonala wprawdzie ale uzyteczna analogia, mozemy powiedziec ,ze sam pomiar rozproszenia elektronu odpowiadalby jedynie przeswietleniu pacjetna promieniami Roentgena. Wiecej dowiemy sie o nim analizujac jego krew.

Dla dobrego rozumienia dalszego tekstu, proponujemy obecnie czytelnikom wywolanie PLANSZY z bocznym przekrojem detektora H1 i umieszczenie jej w prawym gornym rogu ekranu, tak by tekst byl jednoczesnie widoczny.

O rozmiarach detektora uzyskujemy dobre pojecie porownujac go z umieszczona na dole sylwetka ludzka. Detektor jest silnie asymetryczny, poniewaz nadbiegajace z prawej strony rysunku protony maja o wiele wieksza energie (820 GeV) niz elektrony (lub pozytrony) nadbiegajace od lewej. Detektor sklada sie z nastepujacych czesci zaznaczonych roznymi kolorami:

Role poszczegolnych elementow detektora najlepiej zrozumiemy ogladajac teraz rekonstrukcje komputerowa dwu przypadkow gleboko-nieelastcznego rozpraszania elektronow (nalezy teraz zamknac okno z plansza detektora H1).

Pierwszy przypadek pokazuje typowe gleboko nieelastyczne rozpraszanie elektronu. Elektron (samotnie biegnacy slad od wierzcholka oddzialywania ku prawej) mozemy rozpoznac po zwartej i krotkiej kaskadzie w kalorymetrze elektromagnetycznym (.....). Pek sladow dajacy szeroka kaskade siegajaca gleboko w kalorymetrze hadronowym (....) (od wierzcholka oddzialywania ku prawej) to czastki powstale w wyniku transformacji kwarku na hadrony. W pewnym sensie, poprzez komputerowa rekonstrukcje zderzenia zarejestrowanego przez detektor H1 "widzimy" kwark wybity przez elektron z protonu. Chociaz kwarki zostaly odkryte prawie cwierc wieku temu, to jednak dopiero przy energii akceleratora HERA mozemy zobaczyc zobaczyc w tak spektakularny sposob zderzenie elektronu ze skladnikiem protonu.

Drugi przypadek jest dosyc niezwykly. Oprocz peku hadronow biegnacego ku lewej od wierzcholka oddzialywania - przetransformowanego w hadrony kwarku, widzimy jeszcze jeden, samotny slad przechodzacy przez caly kalorymetr hadronowy a takze przez caly detektor mionow. Jest to wlasnie slad mionu z bardzo duzym pedem poprzecznym - tylko on jest w stanie przejsc przez tony olowiu i stali jak "przez maslo". Niezwyklosc przypadku polega na tym ze zamiast spodziewanego rozproszonego elektronu widzimy inny lepton. Bylaby to absolutna rewelacja gdyby ped poprzeczny mionu byl jeszcze troche wiekszy. Ten przypadek, choc rzadki, ma jeszcze wytlumaczenie w ramach modelu standardowego - produkcja ciezkiego bozonu W, ktory nastepnie rozpada sie na mion i neutrino mionowe.


Back