STUDIO DEL BOSONE DI HIGGS NEL CANALE γγ CON IL ...

2.6 Il solenoide centrale. 43
nella beam pipe. Questo deve avvenire in modo da provocare il minimo assorbimento
possibile dell’energia delle particelle stesse, la cui misura è principalmente
demandata ai calorimetri posti più all’esterno. Inoltre, la presenza
di materiale provoca i ben noti fenomeni di conversione in coppia e + e − dei
fotoni, emissione di radiazione di Bremsstrahlung, ecc, aumentando il rumore
di fondo già elevato in un collisore adronico e generando falsi segnali
che possono essere interpretati come segnali del decadimento ricercato. Le
conversioni, producendo particelle cariche che vengono in seguito deflesse dal
campo magnetico del solenoide interno, producono nel calorimetro elettromagnetico
sciami d’ampiezza maggiore e l’energia viene distribuita su un’area
maggiore lungo la coordinata φ, influenzando così anche la precisione con cui
la direzione dello sciame è ricostruita.
Si impone quindi un compromesso sulla quantità di materiale che il rivelatore
interno deve possedere: non troppo per non attenuare il flusso di
particelle che raggiungono i calorimetri, né troppo poco per diminuire la
capacità di ricostruzione delle traiettorie.
La figura 2.8 mostra, in funzione del valore assoluto della coordinata η,
lo spessore, espresso in lunghezze di radiazione X0, del materiale presente
nell’inner detector, dove con X0 si indica la lunghezza di radiazione, ovvero
la lunghezza in cui l’intensità della radiazione presente si è ridotta a e −1 volte
(circa il 37%) del valore iniziale. In tonalità differenti è mostrato il contributo
dovuto alle varie componenti presenti nello strumento e il contributo totale.
2.6 Il solenoide centrale.
L’ID è immerso in un intenso campo magnetico di 2 T prodotto dal solenoide
centrale. Il solenoide interno sfrutta la tecnologia dei magneti superconduttori
alla temperatura del’elio liquido. Le basse temperature presenti (∼ 2
K) sono necessarie per rendere superconduttore il materiale che costituisce
l’avvolgimento del solenoide.
È questo un ulteriore esempio del carattere
interdisciplinare che caratterizza da tempo l’attività sperimentale nel campo
della fisica delle particelle: la costruzione di grandi apparati sperimentali
porta allo sviluppo di tecnologie che derivano da conoscenze in altri campi,
come la fisica dello stato solido e la fisica delle basse temperature. Senza
materiali superconduttori, infatti, sarebbe impossibile produrre i campi
magnetici necessari per lo studio delle particelle cariche prodotte negli urti
tra protoni. Date le energie elevate raggiungibili da LHC, particelle ad alto
momento trasverso richiedono infatti campi magnetici di grande intensità,
affinché la loro traiettoria venga curvata.