ZEUS (detector de partículas)

ZEUS era un detector de partículas del acelerador de partículas HERA ( Hadron Elektron Ring Anlage ) del laboratorio nacional alemán DESY en Hamburgo . Comenzó a tomar datos en 1992 y estuvo en funcionamiento hasta que HERA fue desmantelado en junio de 2007. La colaboración científica detrás de ZEUS estaba compuesta por unos 400 físicos y técnicos de 56 institutos en 17 países . ^{[ 1 ]}

El detector ZEUS constaba de muchos componentes de detección diferentes, incluyendo un calorímetro de centelleo plástico de uranio empobrecido , un detector de seguimiento central (que era una cámara de alambre ), un detector de microvértices de silicio y cámaras de muones . Además, un solenoide proporcionaba un Campo magnético de 1,43 T. El detector ZEUS medía 12  m × 11  m × 20  m y pesaba 3600 toneladas. ^{[ 2 ]}

Al igual que su experimento hermano H1 , el experimento ZEUS estudió la estructura interna del protón mediante mediciones de dispersión inelástica profunda producida por la colisión de leptones ( electrones o positrones ) con protones en el punto de interacción de ZEUS. Estas mediciones también se utilizaron para probar y estudiar el Modelo Estándar de la física de partículas , así como para buscar partículas más allá del Modelo Estándar, sentando las bases de gran parte de la ciencia que se realiza actualmente en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del laboratorio de física de partículas del CERN . ^{[ 3 ]}

El laboratorio nacional alemán DESY se fundó en 1959 y comenzó a operar su primer acelerador de partículas en 1964. Desde entonces, ha sido un centro de gran prestigio en física de partículas , ciencia de fotones , astrofísica de partículas y desarrollo, construcción y operación de aceleradores de partículas. El diseño de ZEUS se remonta a 1982. ^{[ 4 ]} En 1985 se presentó una carta de intención. ^{[ 5 ]} El detector ZEUS entró en funcionamiento con las primeras colisiones del colisionador HERA en 1992. Las últimas colisiones electrón-protón en ZEUS se registraron el 30 de junio de 2007. ^{[ 6 ]} El otro experimento multipropósito del colisionador HERA era el experimento H1 , que competía con el anterior . Desde mayo de 2012, la antigua sala del detector ZEUS se ha utilizado como espacio de laboratorio para el proyecto internacional europeo XFEL . ^{[ 7 ]}

Los componentes principales del detector ZEUS eran los componentes de seguimiento, el calorímetro y los detectores de muones. ^{[ 8 ]} El propósito del detector ZEUS era recopilar datos para permitir la reconstrucción de eventos físicos de manera consistente para que puedan ser analizados.

Calorímetro

El calorímetro ZEUS era un calorímetro de muestreo basado en centelleadores de uranio y se dividía en tres secciones principales: el BCAL (calorímetro de barril), el FCAL (calorímetro delantero) y el RCAL (calorímetro trasero). Cada sección se subdividía transversalmente en torres y longitudinalmente en EMC (calorímetro electromagnético) o HAC (calorímetro hadrónico). La subdivisión más pequeña del calorímetro se denominaba celda. Cada celda se leía mediante dos tubos fotomultiplicadores (PMT), lo que garantizaba que no hubiera interrupciones en la cobertura en caso de que fallara uno de los dos PMT.

Se eligió el uranio como absorbente para que el calorímetro fuera compensador. ^{[ 5 ]} Los electrones y fotones depositan energía de manera diferente a los hadrones , pero en un calorímetro compensador la respuesta ( e ) para una cascada electromagnética es igual a la respuesta ( h ) para una cascada hadrónica de la misma energía (es decir, e / h = 1 ). ^{[ 9 ]} En el calorímetro ZEUS, los piones neutros interactuaron con átomos de uranio para producir neutrones de movimiento lento que fueron capturados por el centelleador y aumentaron la señal hadrónica. Otra ventaja de usar uranio como absorbente fue que la radiactividad natural permitió monitorear convenientemente la sensibilidad del calorímetro.

• http://www-zeus.desy.de/ Página web oficial
• Lista de publicaciones
• Registro del experimento ZEUS en INSPIRE-HEP

53°34′29″N 9°53′44″E / 53.574603°N 9.89555°E / 53.574603; 9.89555