LHCb

LHCb ( Large Hadron Collider beauty experiment : LHC experiment on the beauty quark ) este un experiment de fizică a particulelor folosind coliziuni de protoni produse la colizorul LHC de la CERN ( Geneva ). Acest detector este specializat în fizica aromelor și căutarea unei noi fizici prin metode indirecte, cum ar fi măsurarea încălcării simetriei CP sau a ratelor rare ale ramificării.

Detectorul LHCb este situat în orașul Ferney-Voltaire din Franța la punctul 8 al LHC, la câțiva metri de granița cu Elveția.

Obiective științifice

LHCb este destinat studiului încălcării CP și al căutării unor degradări rare care pot scoate la iveală fizică nouă în industria frumuseții . Analiza datelor se referă în principal la mezonii frumoși (care conțin un quark b sau un quark anti-b) și fermecați (care conțin un quark c sau un quark anti-c), dar și pe barionii frumoși (care conțin trei quarks, inclusiv un quark sau antiquark b), bosoni ( Higgs sau Z ) sau căutarea particulelor exotice.

Aparat experimental

Din punct de vedere hardware, LHCb este un spectrometru cu un singur braț orientat înainte, care optimizează detectarea hadronilor care conțin quark-b. Acest lucru se datorează faptului că perechile quark b - antiquark b care se află la originea acestor frumoși hadroni sunt produse în timpul coliziunilor de protoni printr-un proces numit fuziune gluon care favorizează emisia acestor perechi la un unghi foarte mic de la fasciculul de protoni. Conul format de instrument corespunde, prin urmare, zonei în care emisia acestor perechi (și, prin urmare, producerea de hadroni frumoși) este cea mai probabilă.

Pentru a efectua măsurători precise ale degradărilor acestor hadroni frumoși sau fermecați, detectorul LHCb este împărțit în două subsisteme principale:

- sistemul de traiografie care vizează reconstituirea cu precizie a traiectoriei particulelor încărcate în interiorul detectorului pentru a putea măsura cu precizie cantitățile lor de mișcări. Acest sistem constă dintr-un detector de vârf (VELO), un magnet pentru a îndoi traiectoria particulelor încărcate și deduce cantitatea de mișcare a acestora și doi trackere (urmăritorul de siliciu, ST și urmăritorul extern, OT).

- sistemul de identificare a particulelor al cărui rol este de a identifica particulele produse în timpul coliziunilor de protoni. Componentele sale principale sunt doi detectori BOGĂȚI care pot distinge kaoni , muoni , protoni și pioni, un calorimetru electronic (în principal pentru electroni și fotoni), un calorimetru hadronic (pentru hadroni încărcați sau neutri) și, în final, un detector de muoni .

Colaborare

În August 2020, experimentul reunește peste 1400 de membri, din 85 de laboratoare și universități din 18 țări: Italia, Regatul Unit, Franța, Rusia, Germania, Polonia, Elveția, Ucraina, Brazilia, Spania, Olanda, China, Statele Unite. Regatul Unit, Irlanda , România, Columbia, Slovenia și Algeria.

Rezultate de principiu

Mai multe rezultate numite în mod colectiv „anomalii” sunt măsurate în tranzițiile generate de diagramele pinguinilor .
Combinând datele sale cu cele din experimentul CMS , colaborarea LHCb observă rara degradare a mezonului Bs în doi muoni.
Ea observă, de asemenea, mai multe particule compuse din 5 cuarci, numiți pentaquark , în descompunerea barionilor b.
În martie 2019, echipa de cercetare LHCb publică rezultatele preliminare ale experimentului: un studiu efectuat pe quarks de farmec observă pentru prima dată o încălcare a simetriei CP directe.

Referințe

Colaborare LHCb , R. Aaij , B. Adeva și M. Adinolfi , „ Test of universal lepton using decays ${\ displaystyle B ^ {+} \ rightarrow K ^ {+} \ ell ^ {+} \ ell ^ {-}}$ ”, Physical Review Letters , vol. 113, nr . 15,6 octombrie 2014, p. 151601 ( ISSN 0031-9007 și 1079-7114 , DOI 10.1103 / PhysRevLett.113.151601 , citit online , accesat 3 august 2020 )
(în) Colaborare LHCb , R. Aaij , C. Abellán Beteta și B. Adeva , " Analiza unghiulară a descompunerii folosind luminozitatea integrată ${\ displaystyle B ^ {0} \ rightarrow K ^ {* 0} \ mu ^ {+} \ mu ^ {-}}$ ${\ displaystyle 3 \, {\ mbox {fb}} ^ {- 1}}$ " , Journal of High Energy Physics ,16 februarie 2016( DOI 10.1007 / JHEP02 (2016) 104 , citit online , consultat la 3 august 2020 )
The CMS , LHCb Collaborations , V. Khachatryan și AM Sirunyan , „ Observarea decăderii rare din analiza combinată a datelor CMS și LHCb ${\ displaystyle B_ {s} ^ {0} \ to \ mu ^ {+} \ mu ^ {-}}$ ”, Nature , vol. 522, nr . 7554,iunie 2015, p. 68–72 ( ISSN 0028-0836 și 1476-4687 , DOI 10.1038 / nature14474 , citit online , accesat la 3 august 2020 ).
Colaborare LHCb , R. Aaij , B. Adeva și M. Adinolfi , „ Observarea rezonanțelor în concordanță cu stările pentaquark în decăderi ${\ displaystyle J / \ psi p}$ ${\ displaystyle {\ Lambda _ {b} ^ {0} \ to J / \ psi K ^ {-} p}}$ ”, Physical Review Letters , vol. 115, nr . 7,12 august 2015, p. 072001 ( ISSN 0031-9007 și 1079-7114 , DOI 10.1103 / PhysRevLett.115.072001 , citit online , accesat 3 august 2020 )

linkuri externe

(ro) Chris Jones și Ulrich Kerzel, „LHCb se pregătește pentru o recoltă bogată de o frumusețe rară”, în CERN Courier, nr. 6 (2007), p. 30-33 . < http://cerncourier.com/cws/article/cern/30585 >
(ro) Site-ul public general al experimentului LHCb
(fr) paginile LHCb ale site-ului LHC-France al CNRS și CEA
(fr) pagina LHCb a site-ului CERN LHC
(fr) Site-ul experimentului LHCb