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Xenon collisions with ALICE at LHC

Il 12.10.2017 il collisionatore Large Hadron Collider al CERN ha permesso agli esperimenti ALICE, CMS, ATLAS ed LHCb di registrare per la prima volta interazioni Xenon-Xenon. Le collisioni di Xenon (atomi con 54 protoni e 75 neutroni) si aggiungono alle collisioni di ioni pesanti (piombo, atomi con 82 protoni e 125 neutroni) prodotte regolarmente ad LHC. "..un run con nuclei di Xenon era in programma per l'esperimento a targhetta fissa NA61/SHINE all'SPS (Super Proton Synchroton)," spiega Reyes Alemany Fernandez, il responsabile dei run di ioni pesanti, "e ne abbiamo approfittato per un breve run con lo Xenon ad LHC". "E' un'opportunità unica sia per valutare le potenzialità di LHC con un nuovo tipo di fascio sia per ottenere nuovi risultati di fisica," dice John Jowett, il fisico responsabile dei fasci di ioni pesanti ad LHC. Questo tipo di presa dati, mai effettuata in precedenza aggiungerà importanti informazioni alla fisica che sta emergendo dallo studio della interazioni con ioni pesanti.". Gli esperimenti eseguiranno con lo Xenon lo stesso tipo di analisi normalmente effettuate con il Piombo, ma a causa della differente massa dello Xenon, la geometria delle collisioni è differente," spiega Jamie Boyd, il cordinatore del programma di LHC, che è responsabile della relazione tra LHC e gli esperimenti. Le collisioni con ioni pesanti permettono lo studio del Quark- Gluon Coloured World (QGCW), uno stato della materia che si suppone sia esistito per una frazione di secondo subito dopo il Big Bang. In questa zuppa primordiale estremamente calda e densa, i quark e i gluoni sono liberi di muoversi, non confinati dalla forza forte nei protoni e nei neutroni, come nell'Universo che conosciamo. L'event display mostra una delle collisioni di ioni di Xenon ad LHC con energia di 5.44 mila miliardi di elettron-volt (5.44 TeV) per coppia di nucleoni registrata da ALICE. Le linee colorate rappresentano le traiettorie ricostruite delle particelle cariche prodotte nelle collisioni; le torri arancioni rappresentano l'energia misurata dai calorimetri elettromagnetici. Il Centro Fermi ha parte della responsabilità del sistema di tempo di volo (Time Of Flight) di ALICE, che è capace di misurare il tempo di passaggio delle particelle con una precisione di 0.06 miliardesimi di secondo (60 ps), aiutando nell'identificazione delle particelle e fornendo il trigger per eventi rari. Il comunicato del CERN può essere consultato al seguente link http://home.cern/about/updates/2017/10/one-day- only- lhc-collides- xenon-beams

On the 12.10.2017 the Large Hadron Collider at CERN allowed the LHC experiments ALICE, CMS, ATLAS and LHCb to record Xenon collisions for the first time. The Xenon collisions in the LHC (atoms with 54 protons and 75 neutrons) shall be added to the heavy-ion (lead 82 protons and 125 neutrons) collisions that are regularly carried out at the LHC. “..a run with xenon nuclei was planned for the NA61/SHINE fixed-target experiment at the SPS (Super Proton Synchrotron)” explains Reyes Alemany Fernandez, who is in charge of heavy-ion runs , "and we take the opportunity for a short run with xenon at the LHC.”. “It’s a unique opportunity both to explore the LHC’s capabilities with a new type of beam and to obtain new physics results” says John Jowett, the physicist in charge of heavy-ion beams at the LHC. This unprecedented run will lead new information to the physics picture emerging from the study of heavy ions collisions. “The experiments will conduct the same kind of analyses with xenon ions as they do with lead ions, but, because the xenon nuclei have less mass, the geometry of the collision is different” explains Jamie Boyd, LHC programme coordinator, who is responsible for liaison between the LHC machine and experiment teams. Heavy-ion collisions allow physicists to study Quark-Gluon Coloured World (QGCW), a state of matter that is thought to have briefly existed just after the Big Bang. In this extremely dense and hot primordial soup, quarks and gluons moved around freely, without being confined by the strong force of protons and neutrons, as they are in our Universe today. The event shows one of the collisions of xenon ions at LHC with energy of 5.44 thousand of billion of Tera-electron- volt (5.44 TeV) per nucleon pair recorded by ALICE. The coloured lines represent the reconstructed trajectories of charged particles produced from the collision; the orange towers represent energy measured by the electromagnetic calorimeters. Centro Fermi has part of the responsability of the Time Of Flight system in ALICE, that is able to measure particles with a precision in timing of 0.06 billionth of seconds (60 ps), helping in identifying particles and providing rare triggers. The CERN http://home.cern/about/updates/2017/10/one-day- only-lhc- collides-xenon- beams

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