Tillæg til partikelfysik - matematikfysik

6 © Erik Vestergaard – www.matematikfysik.dkDetektoren består i al væsentlighed af fire forskellige detektorer. Inderst har man etsporkammer, hvor ladede partiklers baner kan ses. Vi ser at elektroner, protoner ogmyoner kan ses i spordetektoren, hvorimod neutroner, fotoner og neutrinoer, der ingenladning har, er usynlige her (stiplede kurver). Vi ser endvidere at de ladede partiklersbaner bøjer en smule i spordetektoren. Det skyldes, at detektoren befinder sig i et magnetfelt.Afbøjningen skyldes Lorentz-kraften. Man kan bruge krumningsradius af banernetil at bestemme partiklens impuls, og har man bestemt partiklens masse, kan man udregnedens fart. Man kan desuden afgøre ladningens fortegn ved at iagttage hvilken vejpartikelbanen krummer. Det viser sig, at det også i nogen grad er muligt at skelne devigtigste partikeltyper – herunder π , K, p og e – fra hinanden i spordetektoren.De næste to detektorer er det elektromagnetiske kalorimeter og Hadron-kalorimeteret.Her kan energien af både ladede og neutrale partikler måles. Det elektromagnetiskekalorimeter anbringes umiddelbart udenom spordetektoren, hvor de ladede partiklersbaner er identificeret. Som vi ser på figuren, vil fotoner og elektroner blive absorberet idet elektromagnetiske kalorimeter. Herved skabes byger af såkaldte sekundær partikler,ud fra hvilke energien af den oprindelige partikel kan bestemmes. Hadronerne nårmeget længere i tungt stof end elektroner og fotoner gør. Derfor lægger man en såkaldtHadron-kalorimeter udenom det elektromagnetiske kalorimeter. En hadron vil blive opsnappeti denne detektor og energien af hadronen kan bestemmes ud fra de sekundærepartikler, der skabes ved vekselvirkningen med stoffet i detektoren. I det elektromagnetiskekalorimeter er det især den elektromagnetiske vekselvirkning, som skaber de sekundærepartikler, mens det især er den stærke vekselvirkning, som skaber sekundærpartiklernei Hadron-kalorimeteret. På figuren ser vi, at protonen og neutronen (hadroner)især vekselvirker i Hadron-kalorimeteret.Kun myoner og neutrinoer har evnen til at trænge igennem Hadron-kalorimeteret.Derfor anbringes myon-detektoren yderst. Myondetektorerne registrerer ladede partikler,som passerer igennem kalorimetrene, uden at frembringe partikelbyger. På figurenser vi da også, at myonen når igennem Hadron-kalorimeteret og registreres i myon-detektoren.Neutrinoen, der er yderst utilbøjelig til at vekselvirke med noget som helst,ryger direkte igennem ATLAS detektoren uden at blive registreret.En figur af ATLAS detektoren på CERN (under Wikimedia Commons license)