
CMS或紧凑的MUON电磁阀实验是粒子检测器大型强子对撞机(LHC),世界上最大的粒子加速器。 LHC由欧洲核研究组织(CERN)运营,位于瑞士和法国的边界,将粒子束加速至几乎达到光速,将它们互相砸成彼此,然后尝试使用CMS等检测器来破译形成的短寿命颗粒。
实际上,正是CMS之类的探测器在发现中发挥了重要作用希格斯玻色子2012年。
这是对Higgs Discovery(CMS实验)中涉及的检测器之一的详细观察。
紧凑型恒线电磁阀
CMS的基本目的,以及LHC的其他检测器地图集,根据LHC巨大的17英里长(27公里)地下环中高能碰撞中产生的粒子的尽可能多的信息。库恩。这些颗粒通常会以直线从中央碰撞点飞出。但是在LHC上,强磁铁曲线弯曲颗粒的路径电荷。通过测量粒子路径的详细形状,科学家可以解决其电荷和动量,从而洞悉短暂创建的粒子类型。
在CMS的情况下,称为螺线管的大型电磁体产生的磁场约为100,000倍。该螺线管由超导纤维的圆柱线圈组成电流通过库恩。
这是有史以来最大的电磁阀 - 在CMS名称中提供了第三个单词。考虑到磁铁的巨大尺寸,第一个单词“紧凑”似乎很奇怪,但这是相对术语。在49英尺(15米)高和69英尺(21 m)的长度上,检测器对于它包装的所有科学设备确实非常紧凑。中间字是“ Muon”,指的是一个重型,充满电基本粒子CMS设计为非常准确地检测。 muons是电子的较重的亲属,这很重要,因为它们可以在包括希格斯玻色子在内的几个难以捉摸的颗粒的衰减中产生。
CMS检测器
根据ATLAS实验,CMS是位于LHC内部的两个通用探测器之一。库恩。 CMS和ATLA具有相同的科学目标,但它们采用了不同的磁铁和技术系统。像Atlas一样,CMS位于LHC的一个交叉点之一,位于地下328英尺(100 m)的洞穴中。但是它位于对撞机的另一侧,将其放在另一个国家。 Atlas位于瑞士的Meyrin附近,而CMS更靠近法国的Cessy。另外,Atlas是在其洞穴中建造和组装的,但是CMS在地面上以15个部分的形式建造,然后降低到最终位置。
CMS类似于巨型3D相机库恩每秒都从各个方向捕获多达4000万张粒子碰撞图像。它采用了一系列嵌套的同心圆柱体的形式,每个圆柱体都具有不同的任务,并包裹在中央碰撞点上。中间附近是硅跟踪器,其中包含约7500万个单独的电子传感器,可以记录带电颗粒所追踪的弯曲路径。更远的是,一系列量热量器可以测量碰撞中抛出的颗粒能量。最后,使用专门设计的“ Muon Chambers”,检测器的外层是观察到难以捉摸的雄性的地方。
CMS物理
尽管从科学的角度来看,CMS物理位于法国,但它是全球设施。与Atlas一样,CMS实验是一家协作企业,将来自世界各地的科学界成员汇集在一起。库恩。该合作涉及来自40多个国家 /地区约200所大学和其他机构的4000多名物理学家和工程师。根据2020年6月,CMS合作发表了第1000次同行评审的研究论文。费米国家加速器实验室,这是合作中涉及的设施之一。
一千篇论文是一个了不起的成就 - 更重要的是,因为LHC仅在2009年才开始运作。毫无疑问,高点是CMS本文,这列出了实验对发现希格斯玻色子的贡献。预计该粒子已经存在于1960年代,由于其庞大的质量和短暂的存在,该粒子已经避开了世界上的超级挑战者数十年。
只有一旦LHC开始运行,碰撞能量才变得足够高以创建Higgs。搜索终于在2012年结束库恩在当年7月4日的正式公告中,CMS和ATLAS都检测到具有“ 5 Sigma”意义的Higgs粒子,这是一个统计术语,这意味着该统计术语少于100万千万的机会,该检测是由随机波动引起的。
正如这些千文作证的那样,希格斯的发现远非CMS的尽头。当LHC在2022年4月重新开放时,CMS实验将在试图回答物理学中一些最大问题的核心角色,包括什么暗物质根据库恩的说法,是由以及其他空间维度可能存在的。
其他资源
参考书目
库恩。 (nd)。CMS。从2022年3月16日从https://home.web.cern.ch/science/experiments/cms
库恩。 (nd)。检测器的工作方式。从2022年3月16日从https://home.web.cern.ch/science/experiments/how-detector-works
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CMS实验。 (nd)。探测器。库恩。从2022年3月16日从https://cms.cern/detector
Gray,H。和Mansoulié,B。(2018年7月4日)。希格斯玻色子:狩猎,发现,研究和一些未来的观点。 Atlas实验,Cern。https://atlas-public.web.cern.ch/updates/feature/higgs-boson
Wetzel,J。(2020年,6月24日)。CMS协作发表第1,000篇论文。美国能源部的费米国家加速器实验室。https://news.fnal.gov/2020/06/cms-collaboration-publishes-1000th-paper-2/