磁铁,目标和探测器
磁铁
磁铁是常规的电磁体或超导磁体,沿加速器管沿正常间隔放置。这些磁铁使粒子梁保持限制和聚焦。
想象一下,粒子梁就像从shot弹枪外壳发射的弹丸。通常,颗粒(电子)倾向于散布。如果颗粒散布,则不会在目标的狭窄区域内造成很多碰撞。但是,如果将颗粒限制在狭窄的路径上,则将在狭窄的目标区域造成许多碰撞。碰撞越多,在任何一个实验中都可以观察到的事件越多。
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磁铁在其核心内生成一个字段。电子中的中心没有磁力。如果电子从中心流出,他们会感觉到磁性推回中间。通过将磁铁排列在一系列交流极中,电子可以限制在管子的长度上。
目标
目标因实验类型而变化。一些目标可以是金属箔的薄纸。在某些实验中,不同颗粒(电子,正电子)的光束在检测器内相互碰撞。
探测器
探测器是加速器中最重要的设备之一。他们看到碰撞后的颗粒和辐射。探测器有多种类型,从气泡和云室到固态电子探测器。对撞机实验室可能有几种类型的探测器位于加速器的各个部分。例如,气泡室含有液态气,例如液体氢。当从碰撞中释放的颗粒通过腔室时,它们会蒸发一些液体,如下所示,留下了气泡径。
云室检测器在腔室内有饱和蒸气。当充满活力的粒子穿过蒸气时,蒸气被离子化,产生的小径就像射流通过云的射流所做的那样(请参阅“为什么那些长长的白云在喷气机后面形成高高的头顶?”有关详细信息)。
SLAC的一个检测器是SLAC大检测器(SLD)。SLD是一个大型桶形的固态探测器,身高超过六层,重4,000吨!
SLD是多层检测器。每一层都看到一个不同的事件:
- 顶点检测器- 检测颗粒轨道的位置
- 漂移室- 检测沿其轨道几个点的带电颗粒的位置。弯曲的轨道揭示了粒子的动量(与其质量和速度有关)。
- Cerenkov探测器- 看到辐射通过快速移动的颗粒发出并确定颗粒的速度
- 液体氩气热仪- 停止大多数粒子并测量其能量
- 热铁热量计- 检测MUON(其中一种亚原子颗粒)
- 磁线圈- 分开两个量热计
有关每个部分工作的详细信息,请参阅SLAC虚拟游客中心:检测器。