LHC Status: Run III


Allgemeines
• Name: LHCf (Large Hadron Collider forward)
• Länge: 30 cm
• Breite: 10 cm
• Höhe: 80 cm
• Gewicht: 40 kg
• Position: jeweils 140 m von IP 1 (ATLAS-Detektor) entfernt

Die Abkürzung LHCf steht für LHC forward, wobei sich das forward auf die in Vorwärtsrichtung gestreuten Teilchen des IP 1 bezieht. Bei LHCf, dem "kleinsten" Experiment am LHC, werden Teilchen aus dem Kollsionspunktes (IP 1) des ATLAS Experiments analysiert, welche genau in Kollisionsrichtung fliegen. Dabei stehen zwei Detektoren jeweils 140 Meter vom Kollisionspunkt entfernt. Ein Kupferabsorber absorbiert dabei diverse Teilchensorten, um nur bestimmte Teilchen wie, Kaonen und Pionen zu detektieren. Die Messdaten der dabei enstehenden Teilchenschauer, lassen sich mit den Messdaten von kosmischen Teilchen vergleichen, welche auf die Erdatmosphäre prallen. Das tägliche Naturphänomen lässt sich so unter Laborbedingungen nachstellen und erlaubt möglicherweise neue Rückschlüsse und Erkenntnisse. Die gewonnen Daten könnten zudem für eine Vielzahl anderer astrophysikalischen Detektoren, als Kalibrierung dienen. Eine andere Aufgabe, liegt in der weiteren Erforschung von Pionen und Kaonen. Zudem kann LHCf zur Bestimmung der Luminosität der LHC Teilchenstrahlen benutzt werden.







Detektoraufbau
Bei den LHCf Detektoren handelt es sich um Szintillator-Silizium-Wolfram Kalorimeter, bestehend aus verschiedenen Schichten von Szintillatoren, Silizium- und Wolframschichten. Trifft ein hochenergetisches Photon (Gammastrahlung) auf ein Wolfram-Atom, so wandelt es sich in ein Elektron-Positron-Paar um. Positronen sind die positiv geladenen Antiteilchen der Elektronen. Die beiden Teilchen hinterlassen eine Spur in den Siliziumstreifen, aus der sich die Richtung, aus der die Gammastrahlung ursprünglich gekommen ist. Durch mehrere kombinierte Zwischenschichten, lässt sich mit hoher Genauigkeit die Richtung der Teilchen bestimmen. Anschliessend treffen die beiden Teilchen auf ein Kalorimeter, in welchem sie ihre Bewegungsenergie abgeben. Somit kann schliesslich auch die Energie des ursprünglichen Gammaquants bestimmt werden.




Detektor 1


Detektor 2