mercoledì 4 luglio 2012

CMS: LA SALA DI CONTROLLO PER LA RICERCA DEL BOSONE DI HIGGS E' ON LINE


CMS è l'acronimo dell'inglese "Compact Muon Solenoid", ossia solenoide muonico compatto.
La maggior parte dei rivelatori per la fisica delle particelle elementari sono realizzati attorno ad un sistema magnetico allo scopo di agevolare la definizione del tipo di carica e della misura del momento delle particelle cariche. CMS non si allontana da questo modello: infatti usa un grosso solenoide superconduttivo, lungo circa 12 metri e con un diametro interno di approssimativamente 6 metri.

L'intensità del campo magnetico di CMS è di 4 Tesla: circa centomila volte quella del campo magnetico terrestre: è il più grosso magnete di questo tipo mai costruito ed è in grado di contenere tutti i dispositivi di tracciamento delle traiettorie delle particelle e di calorimetria per la determinazione dell'energia persa dalle particelle lungo il loro percorso.

Al di fuori della bobina c'è un "giogo" di ferro, una specie di camicia che permette il ritorno (rientro) delle linee di forza del campo. Il giogo è fatto a strati intervallati da rivelatori di muoni; la configurazione del campo magnetico è tale da permettere la misura del momento dei muoni sia all'interno della bobina (mediante i tracciatori) sia all'esterno, facendo uso di speciali camere dette camere a muoni.

I muoni sono estremamente importanti nella fisica delle particelle elementari in quanto indicano che qualcosa di interessante è avvenuto e quindi possono essere usati come indicatori della presenza dell'elusivo bosone di Higgs.

Tutto l'apparato è complessivamente lungo circa 21 metri, con un diametro dell'ordine di 16 metri e pesa più di 12.500 tonnellate. 

La massa attualmente stimata del bosone di Higgs (ottenuta dalla teoria nota e dai dati sperimentali) è relativamente leggera: attorno ai 120 GeV. Per masse del bosone di Higgs sotto i 150 GeV, il canale più promettente è quello del decadimento di Higgs in due fotoni, anche se la probabilità che questo accada è piccola. Per queste masse la larghezza di decadimento, ovvero l'intervallo di energia è dell'ordine di alcune decine di keV e quindi la risoluzione sulla massa misurata sarà completamente dominata dalla risoluzione in energia del calorimetro elettromagnetico (ECAL) usato per l'identificazione e la misura dei fotoni. Questa è la ragione per cui CMS è dotato di un ECAL con prestazioni eccezionali.


Quanti di voi vorrebbero vedere, toccare con mano, sapere cosa accade ora all'interno di CMS. Bene niente di più facile, con il link segnalato al termine di questo articolo entrate in CMS e anche se non avete l'autorizzazione di interagire con il settaggio del fascio di LHC (per fortuna), potete esaminare lo stato attuale della catena di accelerazione, la criogenesi dei tubi, esaminare lo stato dei beams di protoni e addirittura poter vedere gli eventi on line, esaminando l'arrivo di muoni cosmici nel rivelatore, insomma con un minimo di pratica siete realmente seduti alla console di comando del rivelatore CMS.

Il link attiva l'ingresso a CMS:   MONITOR



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