Solenoide de Múon Compacto

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LHC.svg
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
Vista de uma das camadas do CMS.

O Solenóide 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). Após finalizado, o CMS terá uma forma cilíndrica, de 21 metros de largura por 16 de altura, pesando aproximadamente umas 12.500 toneladas.

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 imã solenoidal.

Desenho[editar | editar código-fonte]

O CMS é um detector de uso geral, capaz de estudar múltiplos aspectos das colisões de prótons à 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 imã solenoideal do CMS, que gera um campo magnético de 4 teslas. No exterior do imã situam-se os detectores de múons.

Desenho do CMS. Um pouco abaixo do centro do desenho é possível ver um homem em escala de tamanho com relação ao CMS. (HCAL: calorímetro hadrónico, ECAL: calorímetro electromagnético)

As camadas do CMS, desde o interior até o exterior[editar | editar código-fonte]

Corte transversal esquemático do CMS. Aquí se pode encontrar uma animação em flash

Região central da colisão[editar | editar código-fonte]

Nesta zona ocorre a colisão dos prótons. Os imãs 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 - O 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 - O 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.

(1) antes que o LEP dê lugar ao que é hoje o LHC


Referências

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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