L'esperimento “Large Hadron Collider forward” .jp/LHCf/ www.cern.ch

LHCf Gli
L’esperimento “Large Hadron Collider forward”
strati superiori dell’atmosfera terrestre sono costantemente
colpiti da una pioggia di particelle chiamate raggi cosmici.
Queste particelle collidono con i nuclei atomici presenti nel gas
atmosferico e producono molte particelle secondarie che a loro
volta collidono con altri nuclei.
Il processo a cascata continua producendo una pioggia di
particelle che colpisce la superficie terrestre. Le dimensioni di
questa pioggia di particelle dipendono dall’energia del raggio
cosmico primario.
Un grande numero di raggi cosmici colpisce l’atmosfera terrestre
ogni secondo; occasionalmente ne può arrivare uno che possiede
così tanta energia da produrre un’enorme pioggia di miliardi di
particelle secondarie.
Raggi cosmici di così alta energia sono molto rari: ne arriva solo
uno per chilometro quadrato in 100 anni! La loro origine è ancora
misteriosa. Data la loro rarità, studiarli è molto difficile.
Proprio come avviene quando i raggi cosmici colpiscono
l’atmosfera, anche nelle collisioni di protoni all’LHC saranno
prodotte molte particelle secondarie.
L’esperimento LHCf è stato realizzato per rivelare queste particelle
secondarie. I dati che verranno raccolti serviranno per verificare
i modelli teorici che descrivono cosa succede ai raggi cosmici di
altissima energia quando entrano nell’atmosfera.
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In avanti
Nel momento della collisione, molti
tipi diversi di particelle vengono
prodotte in ogni direzione, ma
quelle che hanno l’energia più
elevata andranno soprattutto in
vanti, praticamente nella stessa
direzione dei fasci che viaggiano
nell’LHC.
Doppi rivelatori
LHCf è composto da due rivelatori
indipendenti situati nel tunnel
di LHC, a 140 metri di distanza da
ognuno dei due lati dell’enorme
caverna in cui è installato
l’esperimento ATLAS.
I due rivelatori si trovano lungo il
tubo a vuoto di LHC, nel punto in
cui esso si divide in due. In questo
punto, i rivelatori analizzeranno
le particelle neutre non soggette
ai fortissimi campi magnetici che
guidano il fascio di protoni, di carica
elettrica positiva, attorno all’LHC.
Nella zona in cui è installato
l’esperimento i protoni di LHC
vengono guidati in due tubi a
vuoto separati, mentre le particelle
neutre non vengono deflesse e
sono identificate dai rivelatori di
LHCf.
LHCf è progettato per funzionare
a luminosità relativamente bassa.
Quando i fasci di LHC saranno
troppo intensi l’esperimento sarà
rimosso.
CERN
Organizzazione Europea per la Ricerca
Nucleare
CH-1211 Ginevra, Svizzera
Gruppo di Comunicazione,
Maggio 2009
CERN-Brochure-2009-006-Ita
Rivelatore n. 1 di LHCf
Foto: ASPERA, CERN e NASA
Piccoli .. ma efficaci!
I rivelatori di LHCf sono lunghi solo
30 cm e pesano solo 70 kg ma la
tecnologia utilizzata è molto simile
a quella dei grandi esperimenti di
LHC.
In LHCf lavorano 30 persone di 6
paesi diversi; i contributi più grandi
vengono da Giappone e Italia.
In linea retta
A differenza dei quattro grandi esperimenti installati
all’LHC, LHCf è posizionato in linea retta a 140 m
dal punto di collisione, in modo da rivelare parti-
celle che si muovono in avanti. Sono particelle molto
simili a quelle prodotte quando un raggio cosmico di
alta energia colpisce l’atmosfera terrestre. I risultati
dell’esperimento LHCf contribuiranno a chiarire il mistero
dell’origine di questi raggi cosmici.
Punto di collisione di ATLAS
Particelle
secondarie neutre
Rivelatore n. 2
di LHCf
www.stelab.nagoya-u.ac.jp/LHCf/