Esperimento ATLAS: differenze tra le versioni
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{{nota disambigua||Atlas|ATLAS}}
{{LHC}}
'''ATLAS''' ('''''A''' '''T'''oroidal '''L'''HC '''A'''pparatu'''S''''')<ref name=fact_sheets>{{cita web |titolo= ATLAS Fact Sheets |url= https://atlas.cern/resources/fact-sheets |editore= ATLAS |accesso=27 gennaio 2022}}</ref><ref name=Run2>{{cita pubblicazione|titolo=ATLAS Run-2 status and performance|autore=Francesca Pastore
Il [[rivelatore di particelle|rivelatore]] ha una geometria [[cilindro (geometria)|
▲'''ATLAS''' ('''''A''' '''T'''oroidal '''L'''HC '''A'''pparatu'''S''''')<ref name=fact_sheets>{{cita web |titolo= ATLAS Fact Sheets |url= https://atlas.cern/resources/fact-sheets |editore= ATLAS |accesso=27 gennaio 2022}}</ref><ref name=Run2>{{cita pubblicazione|titolo=ATLAS Run-2 status and performance|autore=Francesca Pastore |autore2= ATLAS collaboration |rivista=Nuclear and Particle Physics Proceedings |anno=2016 |volume=270 |doi=10.1016/j.nuclphysbps.2016.02.002|pp=3-7|url=http://cds.cern.ch/record/2048973}}</ref><ref name=bibbia>{{cita pubblicazione |autore=ATLAS Collaboration |anno=2008 |titolo= The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider|rivista=Journal of Instrumentation |volume=3 |numero=8 |p=S08003 |doi=10.1088/1748-0221/3/08/S08003 |accesso=26 gennaio 2022 |url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-0221/3/08/S08003}} Pubblicato anche come {{Cita libro |autore= ATLAS Collaboration |curatore1=Amos Breskin |curatore2=Rüdiger Voss |titolo=The CERN Large Hadron Collider: Accelerator and Experiments - Volume 1: LHC Machine, ALICE, and ATLAS |capitolo=The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider |anno=2009 |città=Geneva |editore= CERN |ISBN=9789290833376}}</ref><ref name=Technical_Proposal>{{Cita libro|anno=1994|titolo= ATLAS Technical Proposal |url=https://atlas.web.cern.ch/Atlas/TP/NEW/HTML/tp9new/node1.html}}</ref> è uno dei nove [[rivelatore di particelle|rivelatori di particelle]] ([[A Large Ion Collider Experiment|ALICE]], ATLAS, [[Compact Muon Solenoid|CMS]], [[Esperimento FASER|FASER]], [[LHCb]], [[LHCf]], [[Esperimento MoEDAL|MoEDAL]], [[Esperimento SND|SND]] e [[TOTEM (rivelatore)|TOTEM]]) costruiti per il Large Hadron Collider ([[Large Hadron Collider|LHC]]), un [[acceleratore di particelle]] al Centro Europeo Ricerche Nucleari ([[CERN]]) presso [[Ginevra]]. La costruzione di ATLAS è terminata nell'ottobre del 2008 e le prime collisioni fra [[protone|protoni]] furono registrate nel novembre del 2009.<ref>{{Cita news |url=https://atlas.cern/discover/about|titolo=About the ATLAS Experiment |pubblicazione=ATLAS Experiment at CERN |data=26 marzo 2015 |accesso=24 febbraio 2018 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20180221024742/http://atlas.cern/discover/about|urlmorto=sì}}</ref><ref>{{Cita news|url=https://atlas.cern/updates/atlas-news/first-collisions-atlas |titolo=First collisions in ATLAS |pubblicazione=ATLAS Experiment at CERN |data=23 novembre 2009 |accesso=24 febbraio 2018}}</ref> ATLAS è stato, assieme a [[Compact Muon Solenoid|CMS]], uno dei due esperimenti di [[Large Hadron Collider|LHC]] che, il 4 luglio 2012, hanno annunciato la scoperta del [[bosone di Higgs]].<ref name="Higgs2012">{{cita web|url=http://press.cern/press-releases/2012/07/cern-experiments-observe-particle-consistent-long-sought-higgs-boson|titolo=CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson|data=4 luglio 2012|sito=[[CERN]]|accesso=26 gennaio 2022}}</ref><ref name="Higgs2013">{{cita web| url=http://press.cern/backgrounders/cern-and-higgs-boson |titolo=CERN and the Higgs boson |sito=CERN |accesso=23 novembre 2016 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20161123201553/https://press.cern/backgrounders/cern-and-higgs-boson |urlmorto=sì}}</ref>
▲Il rivelatore [[cilindro (geometria)|cilindrico]] è lungo 44 metri, ha un diametro di 25 metri, pesa circa 7.000 tonnellate<ref name=fact_sheets/><ref name=bibbia/><ref name=Technical_Proposal/><ref>{{Cita web |url=https://www.asimmetrie.it/i-giganti-a-caccia?highlight=WyJhdGxhcyJd |titolo=I giganti a caccia |data=giugno 2009 |accesso=23 settembre 2017}}</ref> ed è attualmente il più grande [[rivelatore di particelle|spettrometro]] costruito presso un [[acceleratore di particelle]]. L'esperimento è stato progettato per osservare fenomeni che riguardano le [[particella elementare|particelle elementari]], per scoprire nuove [[particella (fisica)|particelle]] a breve [[vita media]] e per far luce su teorie di [[fisica delle particelle]] oltre il [[Modello standard]].
[[File:Andreas Hoecker.jpg|thumb|left|upright=0.75|Andreas Hoecker, attuale portavoce di ATLAS.]]▼
▲Al progetto partecipano approssimativamente 3.000 [[fisico|fisici]], appartenenti a 180 istituti di ricerca da 40 nazioni diverse.<ref name=fact_sheets/><ref name=collaboraz>{{Cita news|url=https://atlas.cern/discover/collaboration|titolo=The Atlas Collaboration|pubblicazione=ATLAS Experiment at CERN|accesso=26 gennaio 2022}}</ref> Quali portavoce di ATLAS si sono succeduti:
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| [[Friedrich Dydak]] e [[Peter Jenni]] || (1992 - 1995) ▼
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| [[Peter Jenni]] || (1995 - 2009)▼
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| [[Fabiola Gianotti]] || (2009 - 2013)▼
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| [[David Charlton]] || (2013 - 2017)▼
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| [[Karl Jacobs]] || (2017 - 2021)▼
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| [[Andreas Hoecker]] || (2021 - oggi)<ref>{{Cita web|titolo=ATLAS: now under new management|url=https://atlas.cern/updates/news/under-new-management|data=21 marzo 2021|accesso=26 gennaio 2022|sito=ATLAS|lingua=en}}</ref>▼
== Storia ==
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===La collaborazione ATLAS===
La collaborazione ATLAS, costituita da gruppi di fisici appartenenti a diverse Università e centri di ricerca che hanno costruito e ora gestiscono il rivelatore, si è formata nel 1992. Due precedenti collaborazioni, EAGLE ('''''E'''xperiment for '''A'''ccurate '''G'''amma, '''L'''epton and '''E'''nergy Measurements'') e ASCOT ('''''A'''pparatus with '''S'''uper '''CO'''nducting '''T'''oroids''), si fusero per la costruzione di un unico [[rivelatore di particelle]] destinato al nuovo [[acceleratore di particelle|acceleratore]], il Large Hadron Collider ([[Large Hadron Collider|LHC]]).<ref>{{Cita web |url=http://library.cern.ch/archives/isad/isaatlas.html |titolo=ATLAS Collaboration records |sito=CERN Archive|accesso=25 febbraio 2007 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20070101230746/http://library.cern.ch/archives/isad/isaatlas.html |urlmorto=sì}}</ref
===Progetto e costruzione del rivelatore===
[[File:ATLAS.jpg|miniatura|Il rivelatore ATLAS in costruzione, nel 2004. Si vedono gli otto [[Toroide (magnetismo)|toroidi]] che generano il campo magnetico. La parte centrale, vuota nella foto, verrà poi occupata dal rivelatore interno, dal magnete solenoidale
Il
===Funzionamento del rivelatore===
La costruzione dell'esperimento ATLAS fu completata nel 2008 ed il rivelatore ha registrato i primi dati da singolo fascio di [[protone|protoni]] da LHC il 10 settembre 2008.<ref>{{Cita web|url=https://atlas.cern/updates/atlas-news/first-beam-and-first-events-atlas|titolo=First beam and first events in ATLAS|data=10 settembre 2008|accesso=16 agosto 2016}}</ref>
La presa dati fu quindi interrotta per oltre un anno da un incidente
Da allora, ATLAS ha continuato a registrare [https://web.archive.org/web/20200612015150/http://atlas-live.cern.ch/ eventi] di collisioni protone-protone dell'LHC a energie crescenti: 1,8 [[Elettronvolt|TeV]] a fine 2009,<ref>{{Cita web|url=https://atlas.cern/updates/atlas-news/atlas-experiment-reports-its-first-physics-results-lhc|titolo=ATLAS Experiment Reports Its First Physics Results from the LHC|data=17 marzo 2010|accesso=16 agosto 2016}}</ref> 7 TeV nel 2010 e 2011,<ref name="atlas.cern">{{Cita web|url=https://atlas.cern/updates/press-statement/lhc-2012-run-8-tev-has-started|titolo=LHC 2012 Run at 8 TeV Has Started|data=5 aprile 2012|accesso=16 agosto 2016}}</ref> quindi 8 TeV nel 2012.<ref name="atlas.cern"/>
Il primo periodo di presa dati, compreso tra il 2010 e il
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| '''Funzionamento del LHC''' ||
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| apr 2010 -
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| feb 2013 -
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| feb 2015 - nov 2018 || Run
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| lug 2022 - nov 2025 || Run
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| mag 2029 - nov 2032 ||
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| mag 2035 - nov 2038 ||
=== Direzione dell'esperimento ATLAS ===
▲[[File:Andreas Hoecker.jpg|thumb|
Quali portavoce di ATLAS si sono succeduti:
▲{|
▲|-
▲| [[Friedrich Dydak]] e [[Peter Jenni]] || (1992 - 1995)
▲|-
▲| [[Peter Jenni]] || (1995 - 2009)
▲|-
▲| [[Fabiola Gianotti]] || (2009 - 2013)
▲|-
▲| [[David Charlton]] || (2013 - 2017)
▲|-
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▲| [[Andreas Hoecker]] || (2021 -
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|[[Stéphane Willocq]] || (2025-2028)
|}
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# i [[bosoni W e Z]];
# i quark [[quark top|top]] e [[quark bottom|bottom]]
vengono misurate:
# la [[massa (fisica)|massa]];
# i canali di produzione, di decadimento e le [[vita media|vite medie]];
# i meccanismi d'interazione e le [[costanti di accoppiamento]] [[Interazione elettrodebole|elettrodebole]] e [[Interazione forte|forte]].
Ad esempio, i dati raccolti da ATLAS hanno permesso nel 2018 di misurare la [[massa (fisica)|massa]]
[[incertezza di misura]] di ±2,4[[Per mille|‰]].
====Bosone di Higgs====
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Uno degli obiettivi più importanti di ATLAS era quello d'investigare sulla [[particella elementare|particella]] mancante del Modello Standard, il [[bosone Higgs]], che non è rivelabile direttamente ma solo tramite l'individuazione delle [[particella (fisica)|particelle]] nelle quali decade.<ref name=fact_sheets/><ref name=bibbia/><ref name=Technical_Proposal/> Il [[meccanismo di Higgs]], che include l'esistenza del bosone di Higgs, spiega la massa dei [[fermione|fermioni]]. Inoltre, attribuendo massa ai [[bosone (fisica)|bosoni]] [[bosone W|W]] e [[bosone Z|Z]] mentre il [[fotone]] rimane a massa nulla, evidenzia le differenze tra l'[[interazione debole]] e l'[[elettromagnetismo]].
Il 4 luglio 2012 i fisici che lavoravano all'esperimento ATLAS, assieme a quelli dell'esperimento CMS, hanno annunciato la scoperta - con un livello di confidenza di 5 [[deviazione standard|sigma]] - di un [[Bosone (fisica)|bosone]] (particella con [[spin]] intero) neutro (privo di [[carica elettrica]]) e con una [[massa (fisica)|massa]] di 125 [[elettronvolt|GeV]], pari a 133 volte la massa del [[protone]].<ref>{{Cita web|url=https://home.cern/about/updates/2012/09/atlas-and-cms-publish-observations-new-particle|titolo=ATLAS and CMS publish observations of a new particle {{!}} CERN|sito=home.cern|accesso=16 agosto 2016}}</ref> I primi decadimenti osservati sono stati il decadimento in due [[fotone|fotoni]] (<math>H\rightarrow\gamma\gamma </math>) e il decadimento in quattro [[leptone|leptoni]] (<math>H\rightarrow ZZ^*\rightarrow 4l</math> e <math>H\rightarrow WW^*\rightarrow e\nu\mu\nu</math>).<ref>{{Cita pubblicazione|data=17 settembre 2012|titolo=Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC|rivista=Physics Letters B|volume=716|numero=1|pp=1-29|lingua=en
Nel marzo 2013, dopo ulteriori [[analisi dei dati]] di ATLAS e CMS, il CERN ha annunciato che la nuova [[particella elementare|particella]] è proprio il [[bosone di Higgs]].<ref>{{Cita web|url=https://atlas.cern/updates/physics-briefing/atlas-further-verifies-standard-model-couplingmass-relationship-higgs-boson|titolo=ATLAS further verifies Standard Model coupling/mass relationship of Higgs boson|data=27 marzo 2015|accesso=16 agosto 2016}}</ref>
Gli esperimenti ATLAS e CMS sono stati in grado di dimostrare che le proprietà della particella e il modo in cui interagisce con altre particelle erano quelle caratteristiche di un [[bosone di Higgs]], che ha [[spin]] 0 e [[Parità (fisica)|parità]] positiva. L'analisi, con i dati raccolti nel 2015 e nel 2016, di altre proprietà della particella hanno ulteriormente confermato queste conclusioni.<ref>{{Cita web|url=http://press.cern/press-releases/2015/09/atlas-and-cms-experiments-shed-light-higgs-properties|titolo=ATLAS and CMS experiments shed light on Higgs properties|accesso=23 novembre 2016}}</ref>
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====Violazione di CP====
Con i dati raccolti da ATLAS viene investigata anche l'[[asimmetria]] tra il comportamento della materia e dell'[[antimateria]], conosciuta come violazione della [[simmetria CP]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Adam|cognome=Barton|data=2013|titolo=CP violation at ATLAS|rivista=Journal of Physics: Conference Series|volume=447|numero=1|p=012025|accesso=24 febbraio 2018|doi=10.1088/1742-6596/447/1/012025|url=http://stacks.iop.org/1742-6596/447/i=1/a=012025|nome2= Atlas|cognome2=Collaboration}}</ref> Gli esperimenti che finora hanno studiato la violazione di CP, come [[Esperimento BaBar|BaBar]] e [[Esperimento Belle|Belle]], non hanno ancora rivelato sufficienti violazioni nel [[Modello standard]] per spiegare l'assenza dell'[[antimateria]] nell'[[universo]].<ref>{{Cita web|url=https://www.asimmetrie.it/a-caccia-di-asimmetrie?highlight=WyJjcCJd|titolo=A caccia di asimmetrie}}</ref> Nuovi modelli fisici potrebbero introdurre delle violazioni aggiuntive di CP, facendo luce sul problema. Questi modelli possono essere verificati direttamente mediante la produzione di nuove [[particella (fisica)|particelle]] oppure indirettamente, dalle proprietà di decadimento dei [[mesone|mesoni]] B e D. Un altro degli esperimenti di LHC, [[LHCb]], è dedicato specificatamente allo studio della violazione di CP.<ref>{{cita pubblicazione |autore1=N. V. Krasnikov |autore2=V. A. Matveev |data=settembre 1997 |titolo= Physics at LHC |rivista=Physics of Particles and Nuclei| volume= 28 |numero= 5 |pp=
====Particelle a lunga vita media====
La ricerca di particelle cariche, pesanti e a lunga vita media nei dati di Run 2 ha isolato 7 eventi con massa di circa 1,4 [[Elettronvolt|TeV]], corrispondente ad 8 volte la massa della particella più pesante finora conosciuta. L'identità (ovvero la determinazione dei costituenti) di queste ipotetiche nuove particelle rimane misteriosa.
La significatività statistica dei risultati disponibili è di 3,3 [[Scarto quadratico medio|σ]]. Ciò significa, dati gli
[[Regola 68-95-99,7|intervalli di confidenza]] statistici, che vi sono meno di 3 probabilità su 1000 che i risultati finora ottenuti siano stati prodotti da una fluttuazione casuale. Occorreranno ulteriori dati, forniti dal Run 3 del LHC, per arrivare ad un livello di confidenza di 5 σ, che permetterebbe d'annunciare la scoperta un nuovo tipo di particelle.<ref>{{cita pubblicazione |autore=E. Gibney |data=settembre 2022 |titolo= La terza volta di LHC |rivista=le Scienze| numero= 649 |p=48}}</ref>
====Buchi neri microscopici====
Una remota possibilità (se l'universo contenesse [[dimensione extra|extra dimensioni]]) è che l'LHC possa produrre [[Micro buco nero|buchi neri microscopici]].<ref>{{cita pubblicazione|titolo= Exploring higher dimensional black holes at the Large Hadron Collider|nome1=C.M. |cognome1=Harris |nome2=M.J. |cognome2=Palmer |nome3=M.A. |cognome3=Parker |nome4=P. |cognome4=Richardson |nome5=A. |cognome5=Sabetfakhri |nome6=B.R. |cognome6=Webber |rivista=Journal of High Energy Physics volume=0505 |anno=2005 |
== Spettrometro ATLAS ==
Line 161 ⟶ 167:
Le sole particelle stabili a non poter essere rivelate direttamente da ATLAS sono i [[neutrino|neutrini]]: la loro presenza è dedotta da apparenti violazioni della [[conservazione della quantità di moto]] durante una collisione. Per svolgere questo compito, il rivelatore deve essere ''"ermetico"'', ovvero deve misurare ''tutte'' le altre particelle, senza punti ciechi.
L'installazione di tutti e quattro i sistemi di rivelazione fu
===Rivelatore interno===
[[File:ATLAS TRT.jpg|thumb|Sezione centrale del TRT (Transition Radiation Tracker). Si tratta della parte più esterna del rivelatore interno. A Settembre 2005 era montato in superficie, per essere validato con [[raggi cosmici]].]]
Il [[rivelatore di particelle|rivelatore]] interno<ref name=fact_sheets/><ref name=Run2/><ref name=bibbia/><ref name=Technical_Proposal/><ref>{{cita pubblicazione | titolo=Alignment of the ATLAS inner detector tracking system | autore=Regina Moles-Valls | rivista=Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A | anno=2010 | volume=617 | numero=1–3 |pp=
Il [[campo magnetico]] che circonda interamente il rivelatore interno curva la traiettoria delle particelle cariche. La direzione della curvatura rivela il segno (positivo o negativo) della [[carica elettrica]] della particella, mentre il [[raggio (geometria)|raggio]] di [[curvatura]] permette di calcolarne la [[quantità di moto]]. Il punto d'inizio della traccia è un'informazione rilevante per l'identificazione del tipo di particella. Ad esempio, se un gruppo di tracce ha origine lontano dal punto iniziale d'interazione tra i protoni, si tratta di un'indicazione del decadimento di una particella pesante, come un [[adrone]] contenente un [[quark (particella)|quark]] di tipo [[Quark bottom|b]].
====Rivelatore a pixel====
Il [[rivelatore di particelle|rivelatore]] a pixel<ref>{{cita pubblicazione|titolo=The ATLAS pixel detector|autore=Hugging, F. |rivista=IEEE Transactions on Nuclear Science |anno=2006 |volume=53 |numero=6|doi=10.1109/TNS.2006.871506|pp=
È formato da
Ogni modulo contiene 16 [[circuito integrato|circuiti integrati]] di lettura ed altri componenti elettronici. L'unità di lettura elementare è un pixel di (50 x 400
Le dimensioni dei pixel sono minute per garantire un tracciamento estremamente preciso anche molto vicino al punto d'interazione IP dei fasci protonici. In totale, il rivelatore a pixel ha circa
====Tracciatore a semiconduttori====
Il tracciatore a [[semiconduttore|semiconduttori]] o SCT (''Semi-Conductor Tracker'') costituisce la parte centrale del rivelatore interno. Per concezione e funzionamento è simile al rivelatore a pixel, ma è caratterizzato da lunghe strisce di silicio invece che da pixel di piccole dimensioni, per coprire in modo efficiente una superficie molto maggiore. Ogni striscia misura 80 µm x 12 cm. SCT è la parte più importante del rivelatore interno al fine di ricostruire le tracce delle particelle cariche, in quanto ne stabilisce la posizione in un volume molto maggiore di quello del rivelatore a pixel, con più punti di rilevazione e quasi con la stessa accuratezza. È composto da quattro strati doppi di strip di [[silicio]], che coprono un'area totale di 61 [[Metro quadrato|m²]] e forniscono 6,3 milioni di canali di lettura.
====TRT (Transition Radiation Tracker)====
Il TRT (''Transition Radiation Tracker''), l'elemento più esterno del rivelatore interno di ATLAS, è la combinazione di un rivelatore a cannucce (''straw tracker'') e un rivelatore a transizione di radiazione (TRD, ''transition radiation detector'').
Gli elementi del rivelatore sono camere a deriva (''drift tubes'') formati da cannucce, ciascuna dal diametro di 4 mm e lunghezza fino a 144 cm.
L'incertezza nella ricostruzione della posizione ("risoluzione della traccia") è di circa 200 µm. Si tratta di una misura meno precisa di quelle degli altri due rivelatori interni, che rappresenta un compromesso necessario per ridurre il costo di un rivelatore che copre un volume notevole, mantenendo le caratteristiche di un TRD.
Line 193 ⟶ 199:
[[File:CERN-Rama-33.jpg|thumb|Una delle sezioni del calorimetro adronico, in attesa di essere inserita (Febbraio 2006).]]
I [[calorimetro (fisica delle particelle)|calorimetri]]<ref name=fact_sheets/><ref name=Run2/><ref name=bibbia/><ref name=Technical_Proposal/> sono posti all'esterno del [[magnete]] [[solenoide|solenoidale]] che circonda il rivelatore interno. Il loro scopo è misurare l'[[energia]] delle particelle, mediante il loro assorbimento entro il volume del calorimetro. In ATLAS vi sono due sistemi calorimetrici: un calorimetro [[interazione elettromagnetica|elettromagnetico]] interno e un calorimetro [[adroni]]co esterno. Entrambi sono calorimetri a [[campionamento statistico|campionamento]], che assorbono l'energia delle particelle in un [[metallo]] ad alta [[densità]] e, ad intervalli spaziali periodici (campionamento), misurano il profilo dello [[sciame di particelle]] generate. In questo modo, s'inferisce l'energia della particella originaria che ha generato il successivo sciame.
====Calorimetro elettromagnetico====
Line 202 ⟶ 208:
====Calorimetro adronico====
Il [[calorimetro (fisica delle particelle)|calorimetro]] [[adrone|adronico]] assorbe l'energia delle [[particella (fisica)|particelle]] che hanno attraversato il calorimetro EM. Queste particelle sono soprattutto [[adrone|adroni]], che interagiscono mediante l'[[interazione forte]]. Risulta meno preciso del calorimetro EM sia nella localizzazione dei depositi d'energia, sia nella misura delle
===Spettrometro muonico===
Line 209 ⟶ 215:
# Oltre 1.200 [[rivelatore di particelle|rivelatori]] che misurano, con grande precisione, le traiettorie dei [[muone|muoni]] uscenti;
# Rivelatori che determinano con accuratezza l'istante del passaggio dei muoni in vari punti dello [[rivelatore di particelle|spettrometro]].
Lo spettrometro [[muone|muonico]] è dotato di circa 1.000.000 di canali di lettura e i piani di rivelazione dei suoi contatori coprono una superficie totale di 12.000 m². Il suo volume inizia appena dopo i [[calorimetro (fisica delle particelle)|calorimetri]] [[adrone|adronici]] e si estende fino ai limiti dello spettrometro ATLAS, coprendo un segmento radiale che va da 4,25 m fino ad 11 m dalla linea del fascio dei [[protone|protoni]]. Queste dimensioni gigantesche sono necessarie per misurare accuratamente la [[quantità di moto]] dei [[muone|muoni]], che attraversano gli strati più interni dello spettrometro prima di arrivare nella regione di rilevazione a loro dedicata.
I principi di rilevazione sono simili a quelli del tracciatore interno: i muoni sono deflessi dal [[campo magnetico]] in modo da determinare il segno (positivo e negativo) della [[carica elettrica]] del muone e la sua [[quantità di moto]], misurando rispettivamente la direzione di deflessione e il [[raggio (geometria)|raggio]] di [[curvatura]] della traiettoria. Tuttavia la struttura del [[campo magnetico]] è differente nei due casi; inoltre la risoluzione spaziale è maggiore per il [[rivelatore di particelle|rivelatore]] interno che per lo spettrometro muonico, mentre le dimensioni di quest'ultimo sono molto maggiori di quelle del rivelatore interno.
Line 217 ⟶ 223:
[[File:ATLAS Above.jpg|thumb|La parte terminale di quattro degli otto magneti toroidali centrali (vista dall'alto, settembre 2005).]]
Lo [[rivelatore di particelle|spettrometro]] ATLAS usa due grandi sistemi [[magnete|magnetici]] [[superconduttore|superconduttori]] per curvare la traiettoria delle particelle cariche, in modo da misurarne la [[quantità di moto]].<ref name=fact_sheets/><ref name=bibbia/><ref name=Technical_Proposal/>
:<math>F = q \, v \, B.</math>
Siccome tutte le particelle prodotte nelle collisioni [[protone|protoniche]] al LHC viaggiano ad una velocità prossima a quella della luce nel vuoto <math>(v \simeq c)</math>, la [[forza di Lorentz]] è circa la stessa per particelle con la stessa carica <math>q</math>:
Line 247 ⟶ 253:
====Sistema di trigger====
Per ridurre il flusso dei dati a livelli gestibili, ATLAS usa un sistema di selezione degli eventi – detto ''trigger'' (grilletto) – che sceglie gli eventi con particolari caratteristiche, per farne poi un’analisi dettagliata. Il sistema di trigger di ATLAS esegue la selezione degli eventi in due passaggi.<ref name=fact_sheets/><ref name=Run2/><ref name=bibbia/><ref name=Technical_Proposal/><ref>{{cita web|titolo=Trigger and Data Acquisition System |url=https://atlas.cern/discover/detector/trigger-daq |accesso= 7 febbraio 2022}}</ref><ref>{{cita pubblicazione |autore=Diana Scannicchio |autore2= ATLAS collaboration |titolo=ATLAS Trigger and Data Acquisition: Capabilities and commissioning |rivista=Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A |anno=2010 |volume=617 |doi=10.1016/j.nima.2009.06.114|pp=
# Trigger di primo livello o L1, [[hardware]], si basa su moduli elettronici appositamente progettati e costruiti, situati sul rivelatore. Utilizza per la selezione degli eventi informazioni provenienti dai [[#Calorimetri|calorimetri]] e dallo [[#Spettrometro muonico|spettrometro dei muoni]]. La decisione di salvare i dati di un evento viene presa in meno di 2,5 μs. Come detto, la frequenza degli eventi prodotti dalle collisioni dei fasci di [[protone|protoni]] è di <math>40</math> [[Hertz|MHz]] = <math>4 \times 10^7</math> ev/s (eventi al secondo). Se l’evento supera la selezione, passa al trigger di secondo livello (L2), che può accettare fino a 100 [[Hertz|kHz]], pari a 100.000 ev/s. Il fattore di reiezione di L1 è quindi pari a 400.
Line 253 ⟶ 259:
====Analisi dati====
ATLAS registra in modo permanente oltre <math>10</math> [[petabyte|PB]] = <math>10^{16}</math> [[Byte|B]] di dati all’anno. La ricostruzione degli eventi [[online e offline|offline]] viene eseguita su tutti gli eventi memorizzati. Il [[grid computing]] viene ampiamente utilizzato per la ricostruzione degli eventi, consentendo l'uso parallelo della [[CPU]] di [[Rete di computer|reti di computer]] universitari e di laboratori sparsi in tutto il mondo. La struttura di calcolo di ATLAS usa codici [[software]] appositamente sviluppati per convertire i segnali grezzi provenienti dal rivelatore in informazioni che possono essere analizzate dai fisici.
Mettendo assieme i segnali dei singoli rivelatori, il [[software]] ricostruisce le tracce delle [[particella (fisica)|particelle]], identifica il tipo di particella (ad esempio: [[elettrone]] o [[muone]]) e fornisce altre indicazioni fisiche rilevanti per ricostruirne la [[massa (fisica)|massa]], l'[[energia]], la [[quantità di moto]], la [[carica elettrica]], lo [[spin]] e la [[vita media]].<ref name=fact_sheets/><ref name=Run2/>
Line 266 ⟶ 272:
== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{cita web|url=https://web.infn.it/atlas/ |titolo=Sito ufficiale ATLAS Italia}}
* [https://www.youtube.com/watch?v=kVrUR_SOykk Time lapse video della installazione]
{{portale|fisica}}
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