ALICE: Un acercamiento a la máquina y sus partes

Juan Pablo Sánchez Castro, IM1

1Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá

INTRODUCCION PARTES DE ALICE

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Resumen

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Juan Pablo Sánchez - 234834 Universidad Nacional de ColombiaEmail: juapsanchezcas@unal.edu.co

En este poster se presenta de manera generalizada el objetivo del proyecto ALICE (A Large Ion Collider Experiment) el cual busca dar a conocer el estado de las partículas luego del Big Bang.

Adicionalmente, se presenta una descripción más detallada del equipo donde se identifican las partes más importantes de la máquina y se ilustran los resultados de una simulación hecha de una de las zonas críticas del mismo: La zona de recolección de electrones.

El sistema de rastreo de ALICE viene dado por dos regiones características, una interna y la otra externa. La primera viene dada por un sistema interno de rastreo de detectores de silicio de alta resolución (ITS), un TPC cilíndrico, tres matrices de identificación de partículas de “tiempo de vuelo” (TOF), radiación de transición (TRD), contadores Cerenkov (HMPID) y un calorímetro electromagnético (PHOS).

La siguiente región incluye un espectrómetro de muones que esta compuesto por un arreglo de absorbedores, un gran dipolo magnético y una serie de cámaras de activación sucesiva. Adicional a este, aparecen varios detectores pequeños, como el ZDC, PMD, FMD, T0 y V0. Estos últimos estan localizados a ángulos pequeños.

ALICE, conocido por sus siglas en inglés como A Large Ion Collider Experiment, es uno de los cuatro experimentos del LHC (Large Hadrons Collider) localizado en el CERN, Ginebra, Suiza. Es un detector multipropósito de iones pesados, diseñado principalmente para estudiar el fenómeno físico presente en las interacciones de gran energía de la materia, como las dadas, específicamente, para alcanzar una nueva fase de la matería conocida como QGP (Quark Gluon Plasma). El nivel de energía alcanzado por la colisión de estos iones es de aproximadamente 5.5 TeV/nucleon (5.5 electronvoltios por nucleon).

ALICE funciona bajo un campo magnético de 0.5 T (Teslas), utilizando detectores lentos de gran capacidad (como el TPC o Time Projection Chamber) para medir hadrones, electrones y fotones, que cubren ángulos polares de 45 a 135° sobre todo el azimut. Estos detectores funcionan con bajas tasas de eventos y grandes multiplicidades de partículas (10 kHz con rayos iónicos de Pb y 8000 particulas por unidad de rapidez para eventos centrales Pb-Pb).

1. Device simulation of the ALICE silicon drift detector Claudio Piemontea , Alexander Rashevskyb , Andrea Vacchi.

2. The Alice Experiment at the CERN LHC P. Kuijer a for The Alice collaboration a NIKHEF,

3. Results of ALICE experiment for the cosmic ray physics Martin A. Subieta Vasquez

Figura 1. Partes de la tercera y cuarta capa del detector interno de ALICE – Silicon drift detector

Figura 2. Resultados de la simulación de la zona recolectora (ALICE). En esta zona, la nube de electrones es forzada a moverse desde el plano medio del detector hasta el lado n, pasando a través del arreglo de anodos. El campo eléctrico que ejecuta dicho desplazamiento se consigue polarizando los pocos cátodos que se encuentran en las proximidades de los ánodos. El óxido, por ejemplo, presente en la superficie puede “encerrar” la señal de electrons, alterando los resultados de la simulación.

Figura 3. Esquema general del gran colisionador de hadrones.

ZONA DE RECOLECCION DE ELECTRONES