Solenoide de Múon Compacto
 Cadeia de aceleradores do Grande Colisor de Hádrons (LHC) | |
| Experimentos | |
| ALICE | Grande Colisor de Íons |
| ATLAS | Aparato Toroidal do LHC |
| CMS | Solenoide Compacto de Múons |
| LHCb | 'LHC-beauty |
| LHCf | LHC-front |
| TOTEM | Sessão transversal do total, disseminação elástica e dissociação por difração |
| Pré-aceleradores | |
| p y Pb | Acelerador linear de prótons |
| (não marcado) | Lançador de prótons |
| PS | Síncrotron de prótons |
| SPS | Super-síncrotron de protons |
O Solenoide de Múon Compacto (do inglês CMS — Compact Muon Solenoid) é um dos detectores de partículas construídos no Grande Colisor de Hádrons, que irá colidir feixes de prótons no CERN, na Suíça. Para sua construção foram necessárias 2.600 pessoas de 180 institutos científicos diferentes. Está situado na caverna de Cessy (França). CMS tem uma forma cilíndrica, de 21 metros de comprimento por 15 de altura e 15 de largura, pesando aproximadamente umas 12.500 toneladas.[1] Em 2016, após os pesquisadores do CMS e ATLAS relataram uma colisão inesperada[2] em seus dados insinuando uma nova partícula, os físicos entraram em um estado júbilo.[3] O Pixel Tracker foi instalado em 2021 no centro do detector CMS no Large Hadron Collider (LHC)[4]
Objetivos
[editar | editar código-fonte]Os principais objetivos deste experimento são:
- Explorar a física na faixa de TeV.
- Descobrir o Bóson de Higgs.
- Buscar evidências que comprovariam uma física além do modelo padrão, como a supersimetria e as dimensões espaciais extras.
- Estudar os aspectos das colisões de íons pesados.
Características
[editar | editar código-fonte]Algumas características importantes do CMS são:
- Possui um tamanho relativamente compacto e comprimido.
- Está otimizado a fim de detectar múons
- Possui um potente ímã solenoidal.
Desenho
[editar | editar código-fonte]O CMS é um detector de uso geral, capaz de estudar múltiplos aspectos das colisões de prótons a 14 TeV, a energia média do LHC. Contém sistemas para medir a energia e a quantidade de movimento de fótons, elétrons, múons e outras partículas resultantes das colisões. A camada detectora interior é um semicondutor de silício. Ao seu redor, um calorímetro eletromagnético de cristais centelhadores, é rodeado por um calorímetro de amostragem de hádrons. O rastreador e o calorímetro são suficientemente compactados para que possam ficar entre o ímã solenoideal do CMS, que gera um campo magnético de 8 teslas. No exterior do ímã situam-se os detectores de múons.
Camadas do CMS
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Região central da colisão
[editar | editar código-fonte]Nesta zona ocorre a colisão dos prótons. Os ímãs do LHC forçam os prótons a giraram em sentidos opostos, colidindo-os no centro do detector. Os feixes de prótons são distribuídos em "pacotes", com cerca de 100.000 milhões de prótons formando cada pacote. Os prótons são tão pequenos que a probabilidade de que se choquem é muito reduzida, com uma taxa de umas 20 colisões para cada 200.000 milhões de prótons. Quando dois prótons colidem com estas energias, eles se desarranjam, e durante a troca de matéria e energia se formam partículas inexistentes no mundo cotidiano. Muitos desses processos de produção de partículas estão muito estudados, e estima-se que somente 100 em cada 1.000.000.000 de colisões produzem eventos "interessantes" do ponto de vista físico. Portanto, é necessário atingir a maior quantidade de colisões possíveis, já que os pacotes, que viajam muito juntos, produzem umas 40 milhões de colisões por segundo, ou seja, uma colisão a cada 25 nanosegundos.
Camada 1: rastreador
[editar | editar código-fonte]Finos segmentos de silício (barras e píxels) permitem medir a quantidade de movimento e a trajetória das partículas carregadas. Também revelam a posição de onde de desintegram (decaem) partículas instáveis de vida média-longa. O CMS contêm o maior detector de silício do mundo, com 205 m² de sensores (aproximadamente a área duma quadra de tênis), que contêm 9,3 milhões de barras e 66 milhões de píxels.
Camada 2: calorímetro eletromagnético
[editar | editar código-fonte]Está constituído por uns 80.000 cristais escintiladores de tungstato de plomo (PbWO4), que medem com precisão as energias de fótons e elétrons. Um detector baseado em sensores de silício ajuda a identificar a partícula detectada.
O complexo do CERN
[editar | editar código-fonte]A composição do CAC, sigla em inglês de CERN Acelarators Complex.
Referências
- ↑ «Cópia arquivada» (PDF). Consultado em 4 de julho de 2016. Arquivado do original (PDF) em 18 de outubro de 2014
- ↑ Hints of new particle rumored to fade, but data analysis continues LHC scientists hope to present latest results in August por EMILY CONOVER, publicado em "Science News" (2016)
- ↑ Theorists perplexed by hints of unexpected new particle Hundreds of papers attempt explanation for surprising LHC data por EMILY CONOVER , publicado em "Science News" (2016)
- ↑ CERN (11 de agosto de 2021). «Successful Installation of the CMS Pixel Tracker at the Large Hadron Collider». SciTechDaily (em inglês). Consultado em 12 de agosto de 2021
- Della Negra, Michel; Petrilli, Achille; Herve, Alain; Foa, Lorenzo; (2006). «CMS Physics Technical Design Report Volume I: Software and Detector Performance» (PDF). CERN
