Detektor rozpraszania i neutrin
 Plan eksperymentów LHC i preakceleratorów.
| |
| Eksperymenty LHC | |
|---|---|
| ATLAS | Toroidalny aparat LHC |
| CMS | Kompaktowy solenoid mionowy |
| LHCb | LHC-piękno |
| ALICJA | Eksperyment z dużym zderzaczem jonów |
| TOTEM | Całkowity przekrój poprzeczny, rozpraszanie sprężyste i dysocjacja dyfrakcyjna |
| LHCf | LHC do przodu |
| MoEDAL | Detektor monopoli i egzotyków w LHC |
| FASER | Eksperyment wyszukiwania w przód |
| SND | Detektor rozpraszania i neutrin |
| Preakceleratory LHC | |
| p i Pb | Akceleratory liniowe dla protonów (Linac 4) i ołowiu (Linac 3) |
| (nie zaznaczone) | Wzmacniacz synchrotronu protonowego |
| PS | Synchrotron protonowy |
| SPS | Super synchrotron protonowy |
Detektor rozpraszania i neutrin (SND) w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC), CERN , to eksperyment stworzony do wykrywania neutrin zderzacza . Głównym celem SND jest zmierzenie procesu + X i poszukiwanie oddziałujących cząstek Będzie działać od 2022 roku, podczas LHC-Run 3 (2022-2024). SND zostanie zainstalowany w pustym tunelu TI18, który łączy LHC i super synchrotron protonowy , 480 m od eksperymentu ATLAS w obszarze szybkiego ruchu do przodu i wzdłuż osi zderzenia wiązki.
W lutym 2020 r. organizacja Search for Hidden Particle (SHiP) wyraziła zainteresowanie pomiarami neutrin Radzie LHC (LHCC). List intencyjny dla SND został przedstawiony w sierpniu 2020 r. Na podstawie rekomendacji LHCC, po liście intencyjnym w lutym 2021 r. został przedstawiony raport z projektu technicznego. Eksperyment został później zatwierdzony w marcu 2021 r. przez Radę Badawczą CERN jako dziewiąty Eksperyment w LHC.
Potencjał i cele fizyki
SND obejmie szeroki zakres fizyki, na przykład wykrywanie wszystkich trzech smaków neutrin w zakresie pseudoszybkości (kątowym), który nigdy wcześniej nie był badany. Wraz z detektorem FASERnu w LHC będzie to pierwszy eksperyment mający na celu obserwację i badanie zderzających się neutrin. Będzie również wyszukiwać cząstki wykraczające poza model standardowy, takie jak słabo oddziałujące cząstki i cząstki, które mogą tworzyć ciemną materię .
Fizyka z neutrinami
SND będzie przede wszystkim obserwować neutrina w zakresie pseudoszybkości od 7,2 do 8,6. Wykryje właściwości rozpraszające neutrin w tym niezbadanym jeszcze zakresie i uzupełni zasięg obserwacji FASERnu. Neutrina w tym zakresie pochodzą z rozpadu ciężkich kwarków, takich jak rozpady powabne ( c → s + : kwark powabny rozpadający się na dziwny kwark i bozon W ) , a zatem SND ma na celu dostarczenie cennych informacji na temat fizyki produkcji ciężkich kwarków. Zaczarowany hadron badania produkcyjne dostarczą również danych ograniczających funkcję dystrybucji partonów gluonowych w regionie niskiego Bjorken-x. Oczekuje się, że w swoim pierwszym biegu operacyjnym, tj. Run-3 LHC w latach 2022-2025, SND wykryje i zbada około 2000 wysokoenergetycznych neutrin.
Fizyka ze słabo oddziałującymi cząstkami
, że słabo oddziałujące cząstki ( FIP) powstają w zderzeniach proton-proton. SND może wykryć dwa rodzaje FIP; stabilne FIP poprzez obserwację ich rozpraszania od atomów (głównie protonów) w sekcji docelowej detektora oraz niestabilne FIP, które mogą rozpadać się wewnątrz samego detektora. Jasno -ciemna materia cząstki, o których przypuszcza się, że mają właściwości rozpraszające podobne do neutrin i które oddziałują z cząstkami Modelu Standardowego za pośrednictwem „mediatorów portalowych”, mogą być również wykrywane jako FIP, chociaż będą musiały zostać oddzielone od rozpraszającego tła neutrin. Jednym z podstawowych kryteriów takiej separacji byłaby obserwacja liczby niesprężystych i sprężystych . Neutrina zwykle rozpraszają się nieelastycznie ze względu na dużą masę swoich mediatorów ( bozonów W i Z ). Zatem więcej niż przewidywana liczba zderzeń elastycznych będzie wskazywać na zdarzenia rozpraszania jasnej ciemnej materii.