Detector Alice

El detector ALICE del LHC


Índice

I Introducción II Descripción de los detectores III Introducción al problema físico

1 2 8 12 17 20 22

IV Descripción Teórica V Descripción del experimento VI Estudios previos del problema VII Primeros resultados experimentales
Parte I

Introducción
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, en inglés) del CERN en Ginebra entró en funcionamiento endiciembre de 2009. Es el colisionador de partículas más energéticas del mundo. Cuando alcance sus más altas energías tendrá una

s = 14T eV energía de centro de masa para las colisiones protón-protón (pp) de 34 −2 −1 y una luminosidad de 10 cm s , y de 2, 76T eV por nucleón y luminosidad 1027 cm−2 s−1 para las colisiones plomo-plomo (P b − P b) . El LHC es alimentado
por una serie de pequeñosaceleradores quienes poco a poco elevan la energía de los hadrones acelerados hasta el punto donde el LHC pueda admitir el choque.

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El LHC colisiona iones pesados y protones. Acá es donde se entra el gran experimento colisionador de Iones (ALICE, por su acrónimo inglés) quien monitorea y analiza estas colisiones. ALICE es un experimento centrado en el estudio de colisiones con ionespesados en el LHC. En última instancia los físicos pretenden comprender la Cromodinámica Cuántica (QCD, siglas en inglés), una teoría que explica la fuerza fuerte dentro del Modelo Estándar. Para este n, ALICE explora los extremos de esta teoría cuando su interacción llega a ser pequeña. El estado de la materia donde las interacciones fuertes llegan a ser pequeñas es conocido como Plasma Quark-Gluón(QGP, siglas en inglés), y se puede llegar a dar en las colisiones con iones pesados. En el LHC podremos estudiar este estado y lo que pase dentro de él.

Parte II

Descripción de los detectores
ALICE es un conjunto de detectores situados en el túnel del LHC cuya principal misión es el estudio de la física de iones pesados en densidades de energía extrema. El detector está compuesto por dospartes principales: la primera es la zona central que detectará la producción de pares de electrones, fotones y de aquellas señales que indiquen la formación de hadrones; la segunda parte consiste en la zona externa donde un espectrómetro estudiará el decaimiento muónico de los hadrones creados por connamiento de quarks. Estas dos partes son esenciales para poder estudiar cada uno de los eventosque nos den indicios del QGP. En realidad lo que se mide son las llamadas observables físicas (Momentos, energías, masa transversal, etc.) ya que nos dan información importante de las condiciones iniciales y de la evolución espaciotemporal de la masa hadrónica creada por las colisiones de los iones pesados. De esta manera se puede obtener alguna señal sobre la formación del QGP o de un nuevo estadode la materia. Las partes fundamentales del detector ALICE son las siguientes: TPC (Time projection chamber), sistema principal de rastreo de partículas. TRD (Transition-radiation detector), identicación y rastreo de electrones. ITS (Inner tracking system), identica y rastrea las partículas de bajo momento transversal. ESPECTROMETRO DE MUONES, genera el espectro completo de las resonancias delos quarks pesados a través de sus decaimientos en mesones vectoriales. HMPID (High  momentum particle identication detector), detector de partículas con momentos transversales altos.

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PHOS (Photon spectrometer), calorímetro electro- magnético de gran resolución. EMCal (Electromagnetic calorimeter), optimizado para medir la producción de  jets . ZDC, calorímetro situado en la base delhaz de protones. TOF (Time of Flight), identicación de piones, kaones y protones. PMD (Photon multiplicity detector), detector que estudia la multiplicidad de fotones. FMD (Forward multiplicity detector). T0 V0 ACORDE (Alice cosmic ray detector), detectar radiación cósmica y su función es el calibrado y la alineación.

La parte central del ALICE esta situada en el interior del solenoide L3 que...