LHCf

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46.2357536.055092Koordinaten: 46° 14′ 9″ N, 6° 3′ 18″ O; CH1903: 493278 / 121422

Large Hadron Collider (LHC) Anordnung der verschiedenen Beschleuniger und Detektoren des LHC
Anordnung der verschiedenen Beschleuniger und Detektoren des LHC
Detektoren
 Teilweise aufgebaut:
Vorbeschleuniger

Das LHCf-Experiment (für Large Hadron Collider forward) ist eines von sechs Experimenten welche mit dem Large Hadron Collider am CERN durchgeführt werden.

Das LHCf-Experiment ist das kleinste der am LHC untergebrachten Experimente, es besteht aus zwei etwa 30x80x10 cm großen und etwa 40 kg schweren Detektoren und wird von 22 Wissenschaftlern betreut.[1][2] Voraussichtlich wird das LHCf-Experiment nach etwa 100 Tagen Messzeit ausreichend Daten gesammelt haben und danach abgebaut.[3][4]

Motivation[Bearbeiten]

Mit dem LHCf-Experiment sollen Erfahrungen zur Kalibrierung von Teilchen-Detektoren gesammelt werden. Das betrifft insbesondere Modelle zur Monte-Carlo-Simulation von Detektoren zur Untersuchung der kosmischen Strahlung, wie sie beispielsweise am Pierre-Auger-Observatorium für höchste Energien jenseits des GZK-Cutoffs Verwendung finden.[3][5]

Experimenteller Aufbau[Bearbeiten]

Das LHCf-Experiment besteht aus zwei Kalorimetern aus Wolfram-Platten und Kunststoff-Szintillatoren, die 140 m entfernt vom ATLAS-Detektor genau zwischen die beiden Strahlrohre des LHC eingefahren werden können. Diese Stelle liegt genau in Vorwärtsrichtung hinter dem Strahl-Kreuzungspunkt, dort sind die höchsten Teilchenenergien zu erwarten.

Die Szintillator-Materialien der LHCf-Detektoren sind nicht auf große Strahlenresistenz ausgelegt. Daher wird bei der geringen Anfangs-Luminosität des LHC von etwa 10^{29}\,\mathrm{cm}^{-2}\mathrm{s}^{-1} die Lichtausbeute der Szintillatoren bedingt durch Strahlenschäden in etwa 10 Tagen um etwa 10 % nachlassen. Weiterhin sind die Auslesesysteme des LHCf nicht auf die Verarbeitung einer höheren Ereignisrate ausgelegt. Daher wird vor einer Erhöhung der Luminosität auf 10^{30}\,\mathrm{cm}^{-2}\mathrm{s}^{-1} das LHCf-Experiment aus dem LHC ausgebaut. Der Platz des Experiments wird anschließend mit Kupferplatten gefüllt, um die Magnete des LHC vor der intensiven Strahlung zu schützen.[3][5][4]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatVorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatCERN: LHCf Large Hadron Collider forward. 3. Juni 2009, abgerufen am 20. März 2010 (englisch).
  2. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatVorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatLHCf: a tiny new experiment joins the LHC. CernCourier, 1. November 2006, abgerufen am 20. März 2010 (englisch).
  3. a b c Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatVorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatLHCf-Kollaboration: Technical Proposal for the CERN LHCf Experiment. CERN, 12. Oktober 2005, abgerufen am 20. März 2010 (PDF; 2,1 MB, englisch).
  4. a b LHCf Collaboration: The LHCf detector at the CERN Large Hadron Collider. In: Journal of Instrumentation. 3, Nr. 8, 2008, S. 1-36. doi:10.1088/1748-0221/3/08/S08006. Abgerufen am 20. März 2010.
  5. a b Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatVorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatOscar Adriani: The LHCf experiment at LHC. 9. September 2005, abgerufen am 20. März 2010 (PDF; 1,9 MB, englisch).