LHCf

46.2357536.055092

Koordinaten: 46° 14′ 9″ N, 6° 3′ 18″ O; CH1903: (493278 / 121422)

Large Hadron Collider (LHC) Anordnung der verschiedenen Beschleuniger und Detektoren des LHC
Detektoren des LHC	ATLAS CMS LHCb ALICE TOTEM LHCf MoEDAL
Vorbeschleuniger des LHC	Linearbeschleuniger für Protonen (Linac 2) und Blei (Linac 3) Proton Synchrotron Booster Proton Synchrotron Super Proton Synchrotron

Das LHCf-Experiment (für Large Hadron Collider forward) ist eines von sechs Experimenten welche mit dem Large Hadron Collider am CERN durchgeführt werden.

Das LHCf-Experiment ist das kleinste der am LHC untergebrachten Experimente, es besteht aus zwei etwa 30x80x10 cm großen und etwa 40 kg schweren Detektoren und wird von 22 Wissenschaftlern betreut.^[1][2] Voraussichtlich wird das LHCf-Experiment nach etwa 100 Tagen Messzeit ausreichend Daten gesammelt haben und danach abgebaut.^[3][4]

Motivation

Mit dem LHCf-Experiment sollen Erfahrungen zur Kalibrierung von Teilchen-Detektoren gesammelt werden. Das betrifft insbesondere Modelle zur Monte-Carlo-Simulation von Detektoren zur Untersuchung der kosmischen Strahlung, wie sie beispielsweise am Pierre-Auger-Observatorium für höchste Energien jenseits des GZK-Cutoffs Verwendung finden.^[3][5]

Experimenteller Aufbau

Das LHCf-Experiment besteht aus zwei Kalorimetern aus Wolfram-Platten und Kunststoff-Szintillatoren, die 140 m entfernt vom ATLAS-Detektor genau zwischen die beiden Strahlrohre des LHC eingefahren werden können. Diese Stelle liegt genau in Vorwärtsrichtung hinter dem Strahl-Kreuzungspunkt, dort sind die höchsten Teilchenenergien zu erwarten.

Die Szintillator-Materialien der LHCf-Detektoren sind nicht auf große Strahlenfestigkeit ausgelegt. Daher wird bei der geringen Anfangs-Luminosität des LHC von etwa $10^{29}\,\mathrm{cm}^{-2}\mathrm{s}^{-1}$ die Lichtausbeute der Szintillatoren bedingt durch Strahlenschäden in etwa 10 Tagen um etwa 10% nachlassen. Weiterhin sind die Auslesesysteme des LHCf nicht auf die Verarbeitung einer höheren Ereignisrate ausgelegt. Daher wird vor einer Erhöhung der Luminosität auf $10^{30}\,\mathrm{cm}^{-2}\mathrm{s}^{-1}$ das LHCf-Experiment aus dem LHC ausgebaut. Der Platz des Experiments wird anschließend mit Kupferplatten gefüllt, um die Magnete des LHC vor der intensiven Strahlung zu schützen.^[3][5][4]

Weblinks

• Webseite des LHCf-Experiments (englisch)
• LHCf Arbeitsgruppe an der US/LHC Website
• Bilder der LHCf-Detektoren
• Aufbau des LHCf-Detektors (deutschsprachig)

Einzelnachweise

1. ↑ LHCf Large Hadron Collider forward. 3. Juni 2009, abgerufen am 20. März 2010 (englisch). 
2. ↑ LHCf: a tiny new experiment joins the LHC. CernCourier, 1. November 2006, abgerufen am 20. März 2010 (englisch). 
3. ↑ ^{a b c} Technical Proposal for the CERN LHCf Experiment. CERN, 12. Oktober 2005, abgerufen am 20. März 2010 (PDF, englisch). 
4. ↑ ^{a b} LHCf Collaboration: The LHCf detector at the CERN Large Hadron Collider. In: Journal of Instrumentation. 3, Nr. 8, 2008, S. 1-36. doi:10.1088/1748-0221/3/08/S08006. Abgerufen am 20. März 2010.
5. ↑ ^{a b} The LHCf experiment at LHC. 9. September 2005, abgerufen am 20. März 2010 (PDF, englisch). 

Detektoren des Large Hadron Collider

ATLAS | CMS | ALICE | LHCb | LHCf | TOTEM