Ο ανιχνευτής LHC

Ο ανιχνευτής ATLAS είναι πολύ μεγαλύτερος από παλαιότερους ανιχνευτές, όπως για παράδειγμα ο OPAL στον LEP. Έχει περίπου 22 μέτρα ύψος και 44 μέτρα μήκος. Μια σύγκριση του μεγέθους του ATLAS με τον άνθρωπο μπορείς να βρεις εδώ
. Η εικόνα (κινούμενη) παρουσιάζει τα βασικά στοιχεία του ανιχνευτή.

Η αναπαράσταση των γεγονότων στον ανιχνευτή ATLAS γίνεται με την βοήθεια του προγράμματος Hypatia. Μπορείς να το δοκιμάσεις εδώ.

Το Hypatia είναι ένα διαδραστικό εικονικό εργαστήριο για συγκρούσεις σωματιδίων. Εδώ μπορείς να μελετήσεις γεγονότα που καταγράφηκαν από συγκρούσεις πρωτονίων-πρωτονίων στον ανιχνευτή ATLAS του Μεγάλου Επιταχυντή Συγκρουόμενων Δεσμών Αδρονίων (Large Hadron Collider, LHC). Τα γεγονότα μπορούν να παρασταθούν σε τομή κάθετη στις εισερχόμενες δέσμες (end-view) ή σε τομή παράλληλη με τις δέσμες (side-view). Με το ποντίκι μπορείς να αλλάζεις την μεγέθυνση της εικόνας. Σε αντίθεση με το πρόγραμμα WIRED, όλοι οι υπο-ανιχνευτές είναι πάντοτε ορατοί. Στις συγκρούσεις πρωτονίου-πρωτονίου σε τόσο μεγάλη ενέργεια, η παραγωγή σωματιδίων είναι πολύ μεγαλύτερη από την αντίστοιχη ηλεκτρονίου-ποζιτρονίου στον LEP. Πολύ συχνά θα συναντάς πολύ περισσότερες τροχιές από ό,τι στον ανιχνευτή OPAL. Κάθε τροχιά μπορεί να επιλεχθεί ξεχωριστά με την βοήθεια του ποντικού. Επίσης, μπορείς να απαλείψεις τροχιές με ορμή (κάθετη στη διεύθυνση των αρχικών δεσμών) μικρότερη από ένα καθορισμένο κατώφλι.

Το πρόγραμμα εμφανίζει διάφορα παράθυρα που θα τα αναλύσουμε εδώ ένα προς ένα. Το πρώτο παράθυρο είναι το Track Momenta Window (Παράθυρο Ορμής Τροχιών). Το παράθυρο αυτό δείχνει τις διάφορες τροχιές που εμφανίζονται στον ανιχνευτή. Στην πάνω μπάρα υπάρχουν κουμπιά που οδηγούν στο προηγούμενο και το επόμενο γεγονός. Με το κουμπί File-->Animated Event μπορείς να δεις το γεγονός ως κινούμενη εικόνα.

Το Show simulated s δεν είναι αναγκαίο και δεν θα πρέπει να έχει επιλεχθεί.

Δίπλα στο όνομα του αρχείου (για το συγκεκριμένο γεγονός) μπορείς να δεις την ελλείπουσα ενέργεια ETMis σε GeV που οφείλεται σε μη ανιχνεύσιμα σωματίδια ή σε μετρητικά σφάλματα.

Ο πίνακας δείχνει, από αριστερά προς τα δεξιά, τον αύξοντα αριθμό της τροχιάς, την ενέργεια του σωματιδίου, το φορτίο του, την εγκάρσια ορμή του (κάθετη στην διεύθυνση των εισερχομένων δεσμών πρωτονίων) και την γωνία που σχηματίζει η τροχιά (οι αρχικές δέσμες θεωρούνται ότι είναι στον z άξονα και εσύ βλέπεις το επίπεδο x-y του Canvas Window που θα περιγράψουμε στην επόμενη σελίδα).

Αν κάνεις κλικ σε κάποια γραμμή του πίνακα, η αντίστοιχη τροχιά στο Canvas Window θα γίνει πιο έντονη.

Κάνε κλικ να μεγεθύνεις.

Το Canvas Window (Παράθυρο εικόνας) δείχνει την εικόνα του επιλεγμένου γεγονότος. Οι τροχιές των φορτισμένων σωματιδίων διακρίνονται σαν γραμμές στον ανιχνευτή. Τα αφόρτιστα σωματίδια, όπως το φωτόνιο, δεν αφήνουν τροχιές, αλλά όλα τα σωματίδια εναποθέτουν ενέργεια στα θερμιδόμετρα.

Το γεγονός μπορείς να το δεις είτε σε τομή κάθετη στις εισερχόμενες δέσμες (End-view) ή σε τομή παράλληλη με τις δέσμες (Side-view). Η διακεκομμένη γραμμή δείχνει την κατεύθυνση της ελλείπουσας ορμής που οφείλεται σε μη ανιχνεύσιμα σωματίδια, π.χ. νετρίνα, ή σε εσφαλμένη μέτρηση της ενέργειας. Κρατώντας πατημένο το κουμπί στο ποντίκι και κινώντας τον κόρσορα αλλάζεται τη μεγέθυνση.

Επιλέγοντας το Pick mode, μπορείς να με το ποντίκι να επιλέξεις μεμονωμένες τροχιές. Τότε, όλες οι σχετικές πληροφορίες στο Momenta Window (Παράθυρο Ορμής Τροχιών) εμφανίζονται έντονες.

Παρακαλώ, σημείωσε ότι έξω από το εξωτερικό δακτυλίδι εμφανίζεται η ολική ενέργεια που εναποτίθεται στα θερμιδόμετρα.

Τώρα κοίταξε στο Control Window (Παράθυρο ελέγχου).

Σ’ αυτό το παράθυρο, στο περιβάλλον Projection (Προβολή), μπορείς να εναλλάξεις την Side-view και την End-view. Επιλέγοντας το Zoom μπορείς να αλλάξεις την μεγέθυνση στο Παράθυρο εικόνας και με το Pick να επιλέξεις μεμονωμένες τροχιές που θα γίνουν έντονες στην εικόνα και στον πίνακα.

Με την βοήθεια του Cut μπορείς να απαλείψεις τροχιές με εγκάρσια ορμή μικρότερη ενός επιλεγμένου κατωφλίου.


Τώρα γνωρίζεις πώς λειτουργούν και οι δύο ανιχνευτές. Κάνε κλικ για να ξεκινήσει την Δοκιμασία Ι.


(home) Πίσω στη βασική σελίδα με τα περιεχόμενα



Terry Wyatt, Μάρτιος 1997.