Opbygning og funktion af ATLAS detektoren

Here, you'll learn about the structure of the ATLAS detector and how particles interact with the detector material. You can decide whether you want to learn this with the help of videos or texts.



Products of proton-proton collisions are detected by the ATLAS detector (ATLAS stands for A Toroidal LHC ApparatuS). In the middle of ATLAS, two particle bunches (each with 100 billion protons) collide with each other after they have been accelerated in opposite directions in the LHC. It is therefore not possible to predict which parts of one proton will collide with which parts of another one nor can we tell which protons collide at all. When protons collide they may simple scatter off each other but stay whole or they will interact more violently and disintegrate. In the latter case, new particles are formed. From the data, physicists are able to say which physical processes may have taken place during the collisions. To do this, they need a good understanding of the detector and its function. So let's take a look at these points, below.

ATLAS via Video



ATLAS via tekst og billeder
I den følgende billedsamling kan du finde en kort beskrivelse af opbygningen og funktionen af hver del af detektoren.
  • ATLAS detektoren er en detektor der kan løse mange opgaver. Den bruges ved Large Hadron Collider (LHC) til at lede efter ny indsigt i, hvordan Universet blev til og hvad det består af. Ved hjælp af ATLAS detektoren ønsker fysikere at detektere partikler, som skabes under proton-proton sammenstød, og bestemme deres egenskaber. Disse egenskaber er f.eks. impuls, elektrisk ladning og energi. For at måle dem har man bygget en detektor, som med sin størrelse kan få én til at tabe pusten, med en længde på 44 meter og en diameter på 25 meter. Detektoren består af forskellige elementer, hver med sin specifikke opgave. De er anbragt i en struktur som løgskaller omkring beamrøret.
  • Spordetektorerne registrerer partikler med elektrisk ladning. De måler deres position på et antal forskellige tidspunkter. Da der er et homogent magnetisk felt i detektorerne bliver ladede partikler afbøjet. Ved at måle krumningen af banen kan man beregne impulsen og bestemme den elektriske ladning. Vekselvirkningen mellem partiklerne fra sammenstødet og detektormaterialet er meget lille. Derfor mister partiklerne kun en lille smule energi her.
  • I det elektromagnetiske kalorimeter (LAr elektromagnetiske barrel), detekteres partikler og antipartikler, som vekselvirker elektromagnetisk. Det er hovedsageligt elektroner og fotoner. Al energien af en partikel af denne slags, som flyver gennem det elektromagnetiske kalorimeter, bliver absorberet og omdannet til et elektromagnetisk signal. Signalets styrke er et mål for partiklens energi.
  • In the hadronic calorimeter (Tile barrel), strongly interacting particles, that are built up of quarks and/or antiquarks, – so-called hadrons – are detected, for example protons or neutrons.
  • Myoner afsætter kun en mindre del af deres energi i kalorimetrene, og de er de eneste partikler - bortset fra neutrinoer - som passerer gennem alle lag af ATLAS detektoren. Derfor har man anbragt myonkamre i de yderste dele af ATLAS for at identificere myoner. Myonkamrene befinder sig i et ekstra magnetisk felt, for at man kan måle deres impuls mere nøjagtigt end med sporkamrene alene. Det magnetiske felt frembringes af enorme toroidale spoler (det er her T'et i ATLAS kommer fra). Myonkamrene består af tusinder af lange rør fyldt med en gas. Der er en metaltråd i midten af hvert rør. Myoner, der rammer røret, skaber frie ladninger ved at ionisere gassen. Disse ladninger bevæger sig enten mod rørets væg, eller mod tråden, fordi der er en stor spændingsforskel mellem røret og tråden. Derved skabes et signal, som kan udlæses elektronisk.