緊湊緲子線圈（CMS，Compact Muon Solenoid），瑞士歐洲核子研究組織CERN的大型強子對撞機計劃的兩大通用型粒子偵測器中的一個。直至2006年，已有約2300位來自159個不同的研究機構的科學家，共同參與建設。CMS將建在法國的Cessy的地下洞穴中，剛好跨過瑞士日內瓦的邊境。完成後的偵測器將是一個長約21公尺，直徑約16公尺的筒狀的結構，重量達12500公噸（這也是其名稱的由來）。
實驗目標重點特色 CMS 偵測器的特色在於:
- 相對小型的尺寸
- 強力磁場線圈
- 為追蹤緲子軌跡最佳化
偵測器概觀 CMS 是設計成一個通用型的偵測器，用來研究LHC加速器所提供的 14 TeV 質心能量下質子對撞的物理。其子偵測器包含了用來量測在對撞後所產生的光子, 電子, 緲子等粒子的能量與動量的設備。位於最內層的偵測器為由矽晶片所構成的軌跡追跡系統。環绕其外的則是由閃爍體所構成，用來量測能量的電磁量能器(electromagnetic calorimeter)，與之外三明治結構的強子取樣量能器(sampling calorimeter)。由於追跡系統與量能器的緊湊型設計，CMS 用來產生 4 T(特斯拉)的強力磁場線圈可以將上述兩偵測器包覆於其中。於線圈外的則是大型的緲子偵測器，同時包夾於構成磁場線封閉循環的鐵芯(return york)之中。如此構成 CMS 的全名：緊湊緲子線圈。
路徑探測器 路徑探測器(Tracker)的功用是記錄帶電粒子的飛行軌跡。由於帶電粒子在磁場中會受勞侖茲力影響而轉彎，因此藉由軌跡可回推帶電粒子的動量(路徑越彎，動量越少)，而粒子的動量大小對於研究粒子的性質有很大的影響。CMS的路徑探測器是由純矽製作，可分為Pixel和Strips。
Pixel位於最內三層，每個元件大小為100μm×150μm，由於單位元件夠小，Pixel能給定相當精確的路徑起始點。 在三層Pixel外的是Strips，共有十層。內四層每個元件大小為10cm×180μm，外六層每個元件大小為25cm×180μm。Strips的功用主要是給出粗略的路徑位置。由三層Pixel加上十層Strips，共十三個點，可決定一條相當清楚的路徑。
電磁量能器 CMS 的電磁量能器 (Electromagnetic CALorimeter, ECAL)使用了約 80,000 支钨酸铅晶體所構成，晶體的特色為高密度與高透光度，類似於一般常見的鉛玻璃。这些晶体由Bogoroditsk Techno-Chemical Plant和中科院上海硅酸盐所提供。[1]當電子或光子穿過晶體的時候，會與材料發生反應，由制動輻射與粒子對生與湮滅造成所謂的簇射 (radiation shower) 現象。這個釋放出來的能量，會使得晶體中的電子躍遷而發光，然後由附於晶體表面的光偵測器所量測，轉換成的電子訊號經校正後可以用來推估原入射粒子的能量大小。
磁鐵 就如同其他的粒子物理偵測器，CMS 有著一個大型的磁鐵線圈。藉由量測帶電粒子通過磁場時軌跡的曲率半徑，可以決定其所帶電性與動量。CMS 的磁鐵長13公尺，直經6公尺，其鈮鈦線圈需要冷卻至低溫超導態，以提供4 T強度的磁場。
新聞報導 CMS 最大的一個組件YB0於當地時間2007年2月28日下午六時(CET)，成功的被放置到位於法國的Cessy地下100公尺深的實驗洞穴中(UXC)。該組件包含了一節的緲子偵測鐵芯，以及目前世界最大的的超導磁鐵，總重量約為1920公噸，相當於五架巨無霸噴射機的總和。除了重量上的困難度，該組件有17公尺寬，與洞穴壁面的距離只有約20公分。工程人員使用了四條巨大55股的纜繩，以每分鐘15公分的速度降下，共耗時10小時才完成這項艱鉅的任務。計有包含了BBC、國家地理、路透社等多家新聞媒體報導此一事件。
- CMS 官方
- CMS
- BBC 新聞報導 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 聯合新聞網
- 葉平 網誌 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
參閱參考文獻 引用
- ^ R W Novotny, D Bremer, V Dormenev等, 5, Journal of Instrumentation, 2010 [2017-05-26], （原始内容存档于2018-07-27）
来源
- Della Negra, Michel; Petrilli, Achille; Herve, Alain; Foa, Lorenzo. (PDF). CERN. 2006 [2007-01-27]. （原始内容 (PDF)存档于2009-03-24）.
- CMS文件資源中心 （页面存档备份，存于互联网档案馆）(部份非公開內容需密碼登入才能存取)
外部連結 紧凑μ子线圈, 大型強子對撞機lhc, 子實驗atlas, 超環面儀器cms, 緊湊緲子線圈lhc, lhcbalice, 大型離子對撞機實驗totem, 全截面彈性散射偵測器lhc, 次級加速器p, 質子與鉛離子直線加速器, 未標記, 質子同步推進器ps, 質子同步加速器sps, 超級質子同步加速器緊湊緲子線圈, compact, muon, solenoid, 瑞士歐洲核子研究組織cern的大型強子對撞機計劃的兩大通用型粒子偵測器中的一個, 直至2006年, 已有約2300位來自159個不同的研究機構的科學家,. 大型強子對撞機LHC 子實驗ATLAS 超環面儀器CMS 緊湊緲子線圈LHC b LHCbALICE 大型離子對撞機實驗TOTEM 全截面彈性散射偵測器LHC 次級加速器p and Pb 質子與鉛離子直線加速器 未標記 質子同步推進器PS 質子同步加速器SPS 超級質子同步加速器緊湊緲子線圈 CMS Compact Muon Solenoid 瑞士歐洲核子研究組織CERN的大型強子對撞機計劃的兩大通用型粒子偵測器中的一個 直至2006年 已有約2300位來自159個不同的研究機構的科學家 共同參與建設 CMS將建在法國的Cessy的地下洞穴中 剛好跨過瑞士日內瓦的邊境 完成後的偵測器將是一個長約21公尺 直徑約16公尺的筒狀的結構 重量達12500公噸 這也是其名稱的由來 緊湊緲子線圈實驗團隊總部 緊湊緲子線圈偵測器 右下方的梯子凸顯出尺寸大小 目录 1 實驗目標 2 重點特色 3 偵測器概觀 4 路徑探測器 5 電磁量能器 6 磁鐵 7 新聞報導 8 參閱 9 參考文獻 9 1 引用 9 2 来源 10 外部連結實驗目標 编辑CMS 實驗的主要目標包含了 探索TeV級能量下的物理現象 發現希格斯粒子 尋找超對稱物理的證據 研究重離子對撞實驗重點特色 编辑CMS 偵測器的特色在於 相對小型的尺寸 強力磁場線圈 為追蹤緲子軌跡最佳化偵測器概觀 编辑CMS 是設計成一個通用型的偵測器 用來研究LHC加速器所提供的 14 TeV 質心能量下質子對撞的物理 其子偵測器包含了用來量測在對撞後所產生的光子 電子 緲子等粒子的能量與動量的設備 位於最內層的偵測器為由矽晶片所構成的軌跡追跡系統 環绕其外的則是由閃爍體所構成 用來量測能量的電磁量能器 electromagnetic calorimeter 與之外三明治結構的強子取樣量能器 sampling calorimeter 由於追跡系統與量能器的緊湊型設計 CMS 用來產生 4 T 特斯拉 的強力磁場線圈可以將上述兩偵測器包覆於其中 於線圈外的則是大型的緲子偵測器 同時包夾於構成磁場線封閉循環的鐵芯 return york 之中 如此構成 CMS 的全名 緊湊緲子線圈 路徑探測器 编辑路徑探測器 Tracker 的功用是記錄帶電粒子的飛行軌跡 由於帶電粒子在磁場中會受勞侖茲力影響而轉彎 因此藉由軌跡可回推帶電粒子的動量 路徑越彎 動量越少 而粒子的動量大小對於研究粒子的性質有很大的影響 CMS的路徑探測器是由純矽製作 可分為Pixel和Strips Pixel位於最內三層 每個元件大小為100mm 150mm 由於單位元件夠小 Pixel能給定相當精確的路徑起始點 在三層Pixel外的是Strips 共有十層 內四層每個元件大小為10cm 180mm 外六層每個元件大小為25cm 180mm Strips的功用主要是給出粗略的路徑位置 由三層Pixel加上十層Strips 共十三個點 可決定一條相當清楚的路徑 電磁量能器 编辑CMS 的電磁量能器 Electromagnetic CALorimeter ECAL 使用了約 80 000 支钨酸铅晶體所構成 晶體的特色為高密度與高透光度 類似於一般常見的鉛玻璃 这些晶体由Bogoroditsk Techno Chemical Plant和中科院上海硅酸盐所提供 1 當電子或光子穿過晶體的時候 會與材料發生反應 由制動輻射與粒子對生與湮滅造成所謂的簇射 radiation shower 現象 這個釋放出來的能量 會使得晶體中的電子躍遷而發光 然後由附於晶體表面的光偵測器所量測 轉換成的電子訊號經校正後可以用來推估原入射粒子的能量大小 磁鐵 编辑就如同其他的粒子物理偵測器 CMS 有著一個大型的磁鐵線圈 藉由量測帶電粒子通過磁場時軌跡的曲率半徑 可以決定其所帶電性與動量 CMS 的磁鐵長13公尺 直經6公尺 其鈮鈦線圈需要冷卻至低溫超導態 以提供4 T強度的磁場 新聞報導 编辑CMS 最大的一個組件YB0於當地時間2007年2月28日下午六時 CET 成功的被放置到位於法國的Cessy地下100公尺深的實驗洞穴中 UXC 該組件包含了一節的緲子偵測鐵芯 以及目前世界最大的的超導磁鐵 總重量約為1920公噸 相當於五架巨無霸噴射機的總和 除了重量上的困難度 該組件有17公尺寬 與洞穴壁面的距離只有約20公分 工程人員使用了四條巨大55股的纜繩 以每分鐘15公分的速度降下 共耗時10小時才完成這項艱鉅的任務 計有包含了BBC 國家地理 路透社等多家新聞媒體報導此一事件 CMS 官方新聞發佈網頁 CMS 網路攝影機 BBC 新聞報導 页面存档备份 存于互联网档案馆 聯合新聞網 宇宙大爆炸揭秘實驗 台灣任要角 葉平 網誌 页面存档备份 存于互联网档案馆 參閱 编辑探尋希格斯玻色子時間軸參考文獻 编辑引用 编辑 R W Novotny D Bremer V Dormenev等 Radiation hardness qualification of PbWO4 scintillation crystals for the CMS Electromagnetic Calorimeter 5 Journal of Instrumentation 2010 2017 05 26 原始内容存档于2018 07 27 来源 编辑 Della Negra Michel Petrilli Achille Herve Alain Foa Lorenzo CMS 物理技術設計報告第一卷 軟體與偵測器效能 PDF CERN 2006 2007 01 27 原始内容 PDF 存档于2009 03 24 CMS文件資源中心 页面存档备份 存于互联网档案馆 部份非公開內容需密碼登入才能存取 外部連結 编辑CMS 首頁 接觸 CMS CMS 月刊 英文 取自 https zh wikipedia org w index php title 緊湊緲子線圈 amp oldid 72654043, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，
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