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Estructura y Funciones del detector ATLAS

Aquí, conocerás la estructura del detector ATLAS y la forma de interacción de las partículas con el material del detector. Puedes elegir si quieres aprender con la ayuda de vídeos o de texto.



Los productos de las colisiones protón-protón son detectadas por el experimento ATLAS ( ATLAS significa"A Toroidal LHC ApparatuS"). En el centro de ATLAS dos haces de particulas ( cada uno con 100 mil millones de protones) colisionan entre sí, tras haber sido acelerados en direcciones opuestas, en el LHC. Consecuentemente no es posible predecir que partes de un protón colisionará con qué partes del otro, ni cuales protones son los que colisionarán. En las colisiones, pueden producirse simplemente desvíaciones de los protones pero permaneciendo enteros o interacciones más violentas y desintegraciones. En este último caso se forman nuevas partículas. A partir de los datos, los físicos son capaces de analizar qué procesos físicos tuvieron lugar durante la colisión. Esto pueden hacerlo solamente cuando han entendido el comportamiento del detector y su función. Por ello, vamos a analizar estos aspectos, ahora.

ATLAS mediante vídeo



ATLAS mediante Texto e Imagen
En la siguiente galería de imágenes, encontrarás una descripción corta de la estructura y funciones de cada parte del detector
  • El detector ATLAS es un detector de propósito mútiple. Es usado en el Gran Colisionador Hadrónico (LHC) para profundizar en nuevos conocimientos de la composición del Universo y cómo se hizo. Con la ayuda del detector ATLAS, los físicos quieren detectar las partículas formadas durante las colisiones protón protón y determinar sus propiedades. Estas propiedades son, por ejemplo, el momento, la carga eléctrica y la energía. Para ello, se construyó un detector, con un tamaño impresionante y una longitud de 44 metros y diámetro de 25 metros. El detector tiene diferentes componentes, cada uno con una tarea distinta. Están configurados en una estructura "capas de cebolla" alrededor de la pipa del haz.
  • Los detectores de trazas detectan partículas con carga eléctrica. Miden sus posiciones en diferentes tiempos. Como están permeados por un campo magnético homogéneo, las partículas cargadas se curvan. Con la ayuda de la curvatura se puede calcular el momento y determinar la carga eléctrica. La interacción entre las partículas producidas durante la colisión y el material de los detectores de trazas es muy pequeño. Por ello solo depositan aquí una parte pequeña de su energía
  • En el calorímetro elecromagnético (barril electromagnético de LAr) se detectan partículas y antipartículas que interactúan electromagnéticamente. Estos son, principalmente, electrones y fotones. La energía de una partícula volando hacia el calorímetro electromagnético es absorbida totalmente y transformada en una señal electromagnética. La magnitud de la señal es una medida de la energía de la partícula
  • En ele calorímetro hadrónico (barril de tejas), se detectan las partículas que interaccionan fuertemente, constituidas por quarks y/o antiquarks, los hadrones. El método de detección es similar al del calorímetro electromagnético. No obstante, se utilizan materiales con mayor densidad a fin de obtener la absorción requerida.
  • Los muones depositan, solamente, una pequeña cantidad de su energía en los calorímetros y son las únicas partículas cargadas que pasan a través de cada capa del detector ATLAS. POr ello, las cámaras de muones se localizan en la parte más externa de ATLAS, a fin de detctar muones. Estas cámaras están situadas en una región de campo magnético adicional que permite la medida del momento con mayor precisión que con los detectores de traza solos. Este campo magnético está producido por unas enormes bobinas toroidales ( de ahí el nombre "T" de "ATLAS"). Las cámaras de muones están construidas con miles de largos tubos llenos de gas. Hay un hilo en el centro de cada tubo. Los muones incidentes crean cargas libres en el gas, mediante ionización. Estas cargas se mueven hacia la pared exterior o hacia el hilo central, a causa de grandes diferencias de potencial eléctrico entre el tubo y el hilo, creando, así, una señal electrónica medible.