L3 (rivelatore)

L3 è il nome di uno dei quattro grandi rivelatori montati sull'esperimento Large Electron Positron (LEP) del Consiglio europeo per la ricerca nucleare (CERN).

Il capo del rivelatore era il vincitore del Premio Nobel per la fisica nel 1976 Samuel Ting . Più di cinquanta istituti scientifici in tutto il mondo sono stati coinvolti nella costruzione del rivelatore e nello sfruttamento dei suoi dati.

Struttura del rivelatore

L3 era composto, come molti rivelatori di questo tipo, da un insieme concentrico di più rivelatori.

I primi due rivelatori, più vicini ai fasci di elettroni e positroni in collisione, erano chiamati SMD e TEC, per rivelatore Microvertex a striscia di silicio e camera di espansione temporale . Il loro obiettivo era tracciare la traiettoria delle particelle cariche risultanti dalle collisioni. Un campo magnetico , generato dai magneti che circondano il rivelatore, ha curvato la traiettoria di queste particelle, consentendo di misurare la loro energia .
Il primo dei tre rilevatori esterni era un calorimetro elettromagnetico, chiamato BGO per la sua composizione a base di bismuto e ossido di germanio . Questo calorimetro rileva principalmente gli elettroni risultanti dalla collisione, così come i fotoni . I fotoni e gli elettroni si distinguono per il fatto che solo questi ultimi lasciano una traccia nel TEC.
Il secondo rivelatore esterno era un adrone calorimetro , HCAL. Il suo scopo era identificare gli adroni, ovvero particelle composte da quark , in particolare in questo caso protoni e pioni . Tra HCAL e BGO sono stati posti dei contatori a scintillazione , utilizzati per rilevare i raggi cosmici che hanno reagito con i rivelatori, in modo da non interpretare questi eventi come collisioni.
L'ultimo strumento era dedicato alla rilevazione dei muoni prodotti dalle collisioni. I muoni interagiscono molto meno delle particelle più grandi come gli adroni, quindi passano attraverso altri rilevatori senza essere frenati e richiedono attrezzature speciali per essere rilevati.

Ai lati del luogo di interazione dei fasci sono stati inoltre posti dei contatori di eventi, utilizzati per conoscere il più precisamente possibile le statistiche degli eventi osservati.

Principali risultati

Il risultato principale ottenuto da L3 è stata la misura della risonanza del bosone Z 0 , ovvero la statistica sull'energia misurata di questa particella. I calcoli di fisica delle particelle applicati al modello standard , che descrive le proprietà di tutte le particelle osservate, indicano infatti che la forma dettagliata di questa risonanza è direttamente collegata al numero di "famiglie" del modello standard, una famiglia che comprende un neutrino , un leptone carico e due quark di carica +2/3 e -1/3 (l' elettrone , l' elettrone neutrino e i quark u e d formano una tale famiglia, per esempio). Più precisamente, la forma della risonanza è determinata dal numero di neutrini di massa inferiore a quella di Z 0 . I dati indicano che in natura sono presenti solo tre neutrini di questo tipo, fissando a tre anche il numero di famiglie.

L3 ha anche permesso di stabilire l'universalità del comportamento dell'interazione debole rispetto alle diverse famiglie, vale a dire che, a parte la loro massa, le particelle di un dato tipo ma di famiglia diversa, come l'elettrone, il muone e tauon si comportano allo stesso modo quando sottoposti a debole interazione.

L3 Cosmics

Soprannominato anche L3 + C, l'esperimento "L3 cosmics" ha utilizzato le camere dei muoni di L3 e uno scintillatore per rilevare le particelle cosmiche. I primi test sono stati effettuati nel 1998 ei primi dati registrati nel 1999

Vedi anche

link esterno

Note e riferimenti

Il rivelatore L3 + C, uno strumento unico per studiare i raggi cosmici Strumenti e metodi nucleari nella ricerca fisica Sezione A: Acceleratori, spettrometri, rivelatori e apparecchiature associate Volume 488, numeri 1-2, 1 agosto 2002, pagine 209-225