muon

L' esperimento CMS (Compact Muon Solenoid) è uno dei 4 esperimenti operanti al collisore protone-protone LHC (Large Hadron Collider) del CERN.

LHC è il più grande acceleratore di particelle mai costruito, entrato in funzione nella Primavera 2010; in esso i protoni collidenti raggiungono al momento un ' energia nel centro di massa di 7 TeV (1 TeV=10¹² eV), che permette di creare, nelle conversione energia-massa che avviene negli urti inelastici, nuovi stati fisici (se esistono) con masse dell'ordine di 100-1000 volte la massa del protone, attualmente previsti dalle teorie delle interazioni elementari e tuttora non scoperti. Il collisore opererà a questa energia fono al 2012, per poi raddoppiare l'energia dei fasci (dopo circa un anno di manutenzione) nel 2014-15.

Il rivelatore CMS e' un grande apparato con molteplici funzionalità, realizzato per ricostruire le particelle (fotoni, elettroni,
muoni, pioni, protoni, ecc.) generate nelle collisioni , identificandone la tipologia e misurandone l' energia e/o l' impulso e la direzione. Particolare importanza hanno i rivelatori più esterni, dedicati alla identificazione e ricostruzione dei muoni, che forniscono uno dei segnali più caratteristici dei nuovi stati fisici che si spera di scoprire.
La parte centrale del rivelatore di muoni e' costituita da camere a deriva suddivise in celle ("Drift Tubes chambers": rivelatori a gas a più strati, che rilevano in ciascuno di essi il passaggio dei muoni raccogliendo gli elettroni di ionizzazione, lasciati dal passaggio nel gas della particella, su fili anodici portati ad alta tensione (circa 3.5 KV) ). Le camere a deriva di CMS sono state costruite nei laboratori dell' INFN di Legnaro ed in altri laboratori italiani ed europei. Il comportamento di tali rivelatori viene caratterizzato, tra gli altri, da risultati di test fatti con raggi cosmici, nei quali semplici "elementi di traccia" vengono ricostruiti, misurando la risoluzione spaziale e la efficienza di ricostruzione delle camere.

Nella sua attività lo studente potrà familiarizzarsi con alcune tecniche di ricostruzione delle particelle prodotte nelle collisioni, in particolare i muoni, e con l' ambiente software di
analisi dei dati, imparando a costruire alcune semplici distribuzioni di quantità fisiche (energie, angoli di diffusione delle particelle e loro correlazioni angolari) rilevanti per la caratterizzazione degli eventi osservati.