實驗目標
CMS 實驗的主要目標包含了:
探索TeV級能量下的物理現象
發現希格斯粒子
尋找超對稱物理的證據
研究重離子對撞實驗
[編輯] 重點特色
CMS 探測器的特色在於:
相對小型的尺寸
強力磁場線圈
為追蹤渺子軌跡最佳化
探測器概觀
CMS 是設計成一個通用型的探測器,用來研究LHC加速器所提供的 14 TeV 質心能量下質子對撞的物理。其子探測器包含了用來量測在對撞後所產生的光子, 電子, 渺子等粒子的能量與動量的設備。位於最內層的探測器為由矽晶片所構成的軌跡追跡系統。環繞其外的則是由閃爍體所構成,用來量測能量的電磁量能器(electromagnetic calorimeter),與之外三明治結構的強子取樣量能器(sampling calorimeter)。由於追跡系統與量能器的緊湊型設計,CMS 用來產生 4 T(特斯拉)的強力磁場線圈可以將上述兩探測器包覆於其中。於線圈外的則是大型的渺子探測器,同時包夾於構成磁場線封閉循環的鐵芯(return york)之中。如此構成 CMS 的全名:緊湊渺子線圈。
CMS 探測器的結構。其中位於筒狀結構的下方,有一般成人的高度可作為比例尺。(HCAL=強子量能器,ECAL=電磁量能器)[編輯] 電磁量能器
CMS 的電磁量能器 (Electromagnetic CALorimeter, ECAL)使用了約 80,000 支鉛鎢晶體所構成,晶體的特色為高密度與高透光度,類似於一般常見的鉛玻璃。當電子或光子穿過晶體的時候,會與材料發生反應,由制動輻射與粒子對生與湮滅造成所謂的簇射 (radiation shower) 現象。這個釋放出來的能量,會使得晶體中的電子躍遷而發光,然後由附於晶體表面的光探測器所量測,轉換成的電子訊號經校正後可以用來推估原入射粒子的能量大小。
[編輯] 磁鐵
CMS 探測器的一節。 可以點此觀看 Flash 動畫就如同其他的粒子物理探測器,CMS 有著一個大型的磁鐵線圈。藉由量測帶電粒子通過磁場時軌跡的曲率半徑,可以決定其所帶電性與動量。CMS 的磁鐵長13米,直經6米,其鈮鈦線圈需要冷卻至低溫超導態,以提供4 T強度的磁場
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