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Olla romana

El pote romano es el nombre de una técnica (y del dispositivo correspondiente) utilizada en la física de aceleradores . Bautizada así por su implementación por la colaboración CERN -Roma a principios de la década de 1970, [1] [2] es una herramienta importante para medir la sección transversal total de dos haces de partículas en un colisionador . [3] Se llaman potes porque los detectores están alojados en recipientes cilíndricos. La primera generación de potes romanos fue construida específicamente por los talleres centrales del CERN y se utilizó en la medición de la sección transversal total de las interacciones protón-protón en el ISR . [4] [5] [6]

Los recipientes romanos se ubican lo más cerca posible de la línea de haz , para capturar las partículas aceleradas que se dispersan en ángulos muy pequeños.

Vasijas romanas utilizadas en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC)

Los potes romanos se utilizaron por primera vez en el experimento TOTEM [7] y más tarde en las colaboraciones ATLAS [8] y CMS [9] en el LHC . La siguiente figura muestra un detector utilizado en la línea de luz cerca de IP5 (punto de interacción 5), la ubicación del detector CMS . [10] Se utilizan tres de estos por unidad de pote romano. Cada uno se empuja en su lugar a 10 micrones de la línea de luz. Dos detectores se colocan por encima y por debajo de la línea de luz, y un tercero a un lado. Estos detectores registrarán cualquier protón que no viaje con precisión a lo largo de la línea de luz y, por lo tanto, registrarán la dispersión elástica de los protones. [11] Esto se utiliza para medir la sección transversal elástica total , incluida la dispersión de Coulomb , así como la dispersión difractiva (es decir, la difracción porque los protones no son partículas puntuales y tienen una estructura interna (es decir, quarks )). Efectivamente, estos son detectores para estudiar la teoría de Regge . El objetivo es buscar efectos de dispersión elástica más allá del Modelo Estándar , como los hipotéticos "gluones incoloros", así como confirmar las ideas del intercambio de pomeron y la posible existencia de un odderon .

Los odderones fueron observados potencialmente solo en 2017 por el experimento TOTEM en el LHC . [12] Esta observación fue confirmada posteriormente en un análisis conjunto con el experimento DØ en el Tevatron . [13]

Detectores de obleas de silicio TOTEM

La figura siguiente muestra una sola unidad de olla romana, ubicada a unos 220 metros por delante del punto de interacción IP5. Los detectores son las piezas más voluminosas envueltas en material aislante.

Instalación de la línea de luz de la olla romana TOTEM

Referencias

  1. ^ Experimentos en el ISR. 1971.
  2. ^ "Giuseppe Cocconi (1914 - 2008)". Boletín del CERN . 2008.
  3. ^ Holzer, BJ; Goddard, B.; Herr, Werner; Muratori, Bruno; Rivkin, L.; Biagini, ME; Jowett, JM; Hanke, K.; Fischer, W. (2020). "Diseño y principios de sincrotrones y colisionadores circulares". En Myers, Stephen; Schopper, Herwig (eds.). Biblioteca de referencia de física de partículas . Cham: Springer Open. págs. 205–294. doi : 10.1007/978-3-030-34245-6_6 . ISBN 978-3-030-34245-6.
  4. ^ Bryant, PJ (1971). Prueba 118 - 3 de noviembre de 1971 - 06.30 a 08.00 h, Anillos 1 y 2 - 15 GeV/c - Haces de física: Creación de condiciones de fondo bajas mientras los potenciómetros romanos están a 2 mm del haz. Prueba de ISR.
  5. ^ Vasijas romanas de nuevo estilo en el ISR. Ginebra: CERN. 1980.
  6. ^ Fabjan, Christian; Hübner, Kurt (2017). Los anillos de almacenamiento que se entrecruzan (ISR): el primer colisionador de hadrones. Vol. 27. World Scientific. págs. 87–133. Bibcode :2017cern.book...87F. doi : 10.1142/9789814749145_0004 . ISBN 978-981-4749-13-8. {{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda )
  7. ^ "Ollas romanas para el LHC". CERN Courier . 1999-03-28 . Consultado el 2020-11-25 .
  8. ^ "ALFA - Luminosidad absoluta para ATLAS". Septiembre de 2015.
  9. ^ "El LHC como colisionador de fotones". CERN . Febrero de 2016.
  10. ^ "CERN | El experimento TOTEM". totem-experiment.web.cern.ch . Consultado el 25 de noviembre de 2020 .
  11. ^ Oriunno, Marco; Deile, Mario; Eggert, Karsten; Lacroix, Jean-Michel; Mathot, Serge Jean; Noschis, Elías Philippe; Perret, Roger; Radermacher, Ernst; Ruggiero, Gennaro (2006). La olla romana para el LHC.
  12. ^ Martynov, Evgenij; Nicolescu, Basarab (2018). "¿El experimento TOTEM descubrió el Odderon?". Physics Letters B . 778 : 414–418. arXiv : 1711.03288 . Bibcode :2018PhLB..778..414M. doi : 10.1016/j.physletb.2018.01.054 .
  13. ^ Abazov, VM; Abbott, B.; Acharya, BS; Adams, M.; Adams, T.; Agnew, JP; Alexeev, GD; Alkhazov, G.; Alton, A.; Antchev, G.; Askew, A. (2021). "Intercambio de Odderon a partir de diferencias de dispersión elástica entre datos pp y pp¯ a 1,96 TeV y a partir de mediciones de dispersión hacia adelante pp". Physical Review Letters . 127 (6): 062003. arXiv : 2012.03981 . Código Bibliográfico :2021PhRvL.127f2003A. doi :10.1103/PhysRevLett.127.062003. Número de modelo: PMID  34420329. Número de modelo: S2CID  227737845.