books illustration of the detector layers
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
رسم توضيحي لطبقات المكشاف (Info)
مقطع في منتصف المكشاف يبين طبقات العدادات المختلفة المستخدمة لقياس خواص الجسيمات الناتجة عن اصتدام بروتونين. نصف قطر المكشاف 5و7 متر. وترى نماذج لمسارات الجسيمات المختلفة منحنية تحت تأثير المجال المغناطيسيالمسلط عليها في المكشاف.
لمعرفة التفاصيل التقنية لعداد CMS، أنظر Technical Design Report.
نقطة التفاعل
هي النقطة الموجودة في وسط المكشاف والي تصتدم عندهل البروتونات، حيث يوجه عند تلك النقطة فيضي البروتونات التي تتحرك في اتجاه مضاد وتسير بسرعة مقاربة لسرعة الضوء. فعند نهاية ناحيتي المكشاف تعمل مغناكيسات على تركيز القيضين للاصتدام في نقطة التفاعل. وعند الاصتدام يكون قطر مقطع الاصتدام 34 ميكرومتر وزاوية الالتقاء لا تزيد عن 284 ميكرو درجة قوسية.
الطبقة 1- مقياس المسارات
وهي موجودة حول نقطة التفاعل مباشرة ووظيفتها التعرف على مسارات الجسيمات الناشئة من التفاعل بين البروتونات وتحديد موقع تولدهم.ومن انحناء مسار الجسيم بسبب المجال المغناطيسي المسلط يمكن معرفة شحنة كل جسيم وسرعته.
ويتكون مقياس المسارات من 13 طبقة في المنطقة الوسطية للولب و 14 طبقة عند طرفي اللولب من العدادات السيليكونية. وتتكون الثلاثة طبقات الداخلية الأولى من عدادات سيليكونية بقطر 22 مليمتر. ويبلغ عددها 66 مليون عداد.
ثم تتبعها 4 طبقات من العدادات، قطر كل منها 110 سنتيمتر مكونة من شرائح السيليكون، ثم يتبعها 6 طبقات من شرائح العدادات لسيليكونية (مقاس 25 سم في 180 ميكرومتر). ويبلغ مجموع الشرائح 6و9 ملون شريحة.
الطبقة 2 - مقياس الحرارة الكهرومغناطيسي
صمم مقياس الحرارة الكهرومغناطيسية بغرض قياس طاقات الإلكترونات والفوتونات بدقة عالية.
وهو مصنوع من بلورات تنجستات الرصاص PbWO4. وهي مادة شفافة جدا وذات كثافة عالية تستطيع امتصاص الجسيمات ذات الطاقة العالية. وهي تتميز بإنتاج سريع للضوء وبنسبة 80 % خلال زمن 25 نانو ثانية. ويبلغ محصولها من الضوء 30 فوتون لكل 1 ميجا إلكترون فولت من الطاقة الساقطة.
ويبلغ مقدمة البلورة الواحدة 22 مليمتر في 22 مليمتر ويبلغ عمقها 230 مليمتر. والبلورات مثبتة في شبكة تشبه خلية النحل من ألياف الكربون بغرض حجب الواحدة عن الأخرى ضوئيا. وتشتبك كل بلورة تنجستات الرصاص بديود ضوئي سيليكوني للعد والتسجيل. ويحتوي طرفي اللولب على 61.200 من البلورات وتنتهي ب 7324 بلورة من الخارج.
ويغطي طرفي المقياس الحراري الكهرومغناطيسي من الداخل بعدادات تحتوي عل طبقات من الرصاص تتخللها طبقتين من عدادات السيليكون الشرائحية. والغرض منها المساعدة على التفرقة بين الفوتونات والبيونات.
الطبقة 3 - مقياس حرارة الهادرونات
الغرض من مقياس حرارة الهادرونات هو قياس طاقة كل جسيم من الهادرونات الناتجة عن كل تفاعل بين بروتونين، وهو لذلك يحيط نقطة التفاعل مباشرة.
وهو يتكون من طبقات من مواد ذات كثافة عالية [ مثل الفولاذ والبرونز تتخللها شرائح من عدادات البلاستيك الوميضي وهي تسجل القراءات بواسطة خلايا ضوئية تقيس طول الموجة.
الطبقة 4 - المغناطيس
ومثل جميع عدادات الجسيمات فيحتوي مكشاف الميونات CMS على لولب مغناطيسي ضخم. وهو يساعد على قياس نسبة الشحنة إلى طاقة الجسيم وذلك عن طريق حساب انحناء مسار الجسيم اذلك الانحناء الذي ينشأ عن وجود مجال مغناطيسي يؤثر عموديا على المسار، ويتناسب الإتحناء مع شدة المجال المغناطيسي.
ويبلغ طول اللولب المغناطيسي 13 متر وقطره 6 متر، وهو عبارة عن لولب من النيوبيوم-التيتانيوم وهي سبيكة فائقة التوصيل ولا بد من تبريدها تبريدا شديدا، وهي تنتج مجالا مغناطيسيا قدرة 8و3 تسلا.
ويعمل المغناطيس بتيار كهربائي شدته 19.500 أمبير مولدا طاقة مخزنة مقدارها 66و2 مليون جول، وهي تعادل الطاقة الانفجارية لنصف طن من تي إن تي (مادة كيميائية) (TNT).
وعندما يعمل المغناطيس بشدة 8و3 تسلا فهو يستهلك تيارا كهربائيا مقداره 18.160 أمبير ويعطي طاقة مخزونة قدرها 3و2 جيجا جول.
الطبقة 5 - عداد الميونات وملفات الخروج
يستخدم المكشاف ثلاثة أنواع من العدادات للتعرف على الميونات وقياس كمية حركتها: غرفة السلك/صمام الإزاحة wire chamber/drift tubes، وغرفة المهبط الشريحي cathode strip chambers، وغرفة اللوحة المقاومة resistive plate chambers.
وتستخدم صمامات الإزاحة في التعيين الدقيق لمسارات الجسيمات في المطقة الوسطى من المكشاف. بينما تستخدم غرف الشرائح المهبطية عند طرفي المكشاف. وتنتج غرف اللوحة المقاومة نبضة كهربائية سريعة عند مرور أحد الميونات في عداد الميونات، وهي مثبته في وسط وكذلك في طرفي المكشاف.
