NA61-LMPD

Kisimpulzusú részecskedetektor a CERN NA61 kísérletben

Az NA61/SHINE egy fix céltárgyas kísérlet a CERN SPS gyorsítónál, melynek egyik célja nagy transzverzális impulzusú jelenségek vizsgálata p+p és p+A ütközésekben. Az általunk épített kisimpulzusú részecskedetektor (Low Momentum Particle Detector, LMPD) feladata a proton-atommag ütközések centralitásának meghatározása volt.

Az LMPD egy kis időprojekciós kamra (TPC), melyben különböző vastagságú abszorber-rétegek találhatók. A TPC előnye, hogy a rajta keresztülhaladó részecskék pályájáról három dimenziós képet ad, emellett az ionizációs energialeadás mérésére is alkalmas. Az LMPD-ben található abszorberek szerepe, hogy az alacsony impulzusú részecskéket elnyelik, így azok hatótávolsága (azaz, hogy hányadik abszorber rétegig jutott el az adott részecske) meghatározható. Az ionizációs energia és a hatótávolság együttes mérése lehetővé teszi a részecske típusának azonosítását.

Az LMPD az NA61 kísérlet proton-ólom mérései során közvetlenül a céltárgy mellett helyezkedett el. Feladata a céltárgy atommagjainak „szétrobbanásából” származó lassú részecskék (főként protonok) detektálása és azonosítása volt. Ezen alacsony impulzusú részecskék száma érzékeny a proton-atommag kölcsönhatás centralitására: ha az ütközés centrális (a proton középen találja el az atommagot), akkor több kisenergiás részecske keletkezik; ha pedig perifériális (a proton az atommag „szélét” találja el), akkor kevesebb. Így az alacsony impulzusú részecskék mérésével detektorunk alkalmas a proton-atommag ütközés centralitásának meghatározására.

A kisimpulzusú részecskedetektor prototípusait, valamint magát a detektort Budapesten fejlesztettük és építettük meg a REGARD csoporttal. 2012-ben és 2014-ben az LMPD teljesen magyar fejlesztésű detektorként az NA61 kísérlet összeállításának fontos részét képezte a p+Pb mérésekben.

Szerző: Márton Krisztina