Warszawska Grupa CMS

Detektor CMS (ang. Compact Muon Solenoid) jest jednym z czterech wielkich multidetektorów cząstek przy LHC. Pozwala zarejestrować cząstki powstałe w zderzeniach protonów i ciężkich jonów rozpędzonych w akceleratorze. Jest to detektor ogólnego przeznaczenia - jego konstrukcja pozwala na identyfikację wszystkich rodzajów cząstek i daje możliwość obserwacji szerokiego zakresu zjawisk fizycznych. CMS ma 21 metrów długości i 15 metrów wysokości. Mimo to konstruktorzy uznali, że pasuje do niego określenie "Compact". CMS to detektor “Solenoidalny”, gdyż wielki solenoidalny magnes wytwarza w nim jednorodne pole magnetyczne. Dzięki polu magnetycznemu tory naładowanych cząstek produkowanych w detektorze ulegają zakrzywieniu, co pozwala ustalić ich ładunek i pęd.

CMS przypomina wyglądem wielką leżącą beczkę. Wzdłuż jej osi pozostawiono pustą przestrzeń o średnicy kilku centymetrów dla nadlatujących wiązek. Reszta przestrzeni wypełniona jest wieloma warstwami detektorów różnego typu ułożonymi w sposób podobny do ułożenia warstw cebuli.

Naukowcy spodziewają się, że w wyniku niektórych zderzeń powstaną cząstki dotychczas nieznane i zapewne żyjące bardzo krótko. Zanim dolecą do pierwszej warstwy detekcyjnej, zdążą się one rozpaść na dobrze znane obiekty. Analizując sygnały, jakie te wtórne produkty pozostawiają w kolejnych warstwach, fizycy są w stanie odtworzyć podstawowe własności pierwotnego obiektu. Tego typu analiza pozwoliła naukowcom zidentyfikować zderzenia, w których zostały wyprodukowane szybko rozpadające się cząstki nie niosące ładunku elektrycznego i posiadające masę ok. 125 GeV. Ich własności ustalone na podstawie obserwacji produktów rozpadu, bardzo dobrze pasują do własności przewidywanych dla cząstki Higgsa postulowanej przez Model Standardowy.

Wkład Grupy Warszawskiej CMS w budowę detektora polegał m.in. zaprojektowaniu i zbudowaniu elektroniki dla detektorów dedykowanych do rejestracji mionów. Na podstawie sygnału z detektora (trygera) mionowego podejmowana jest automatycznie decyzja, czy zarejestrowane zderzenie jest potencjalnie ciekawe i powinno być zapisane do celów dalszej analizy.

Fizycy z Grupy Warszawskiej biorą udział w analizach danych uzyskanych przez cały system. Analizy te są ukierunkowane w szczególności na poszukiwania bozonu Higgsa w tzw. kanale rozpadu na dwa leptony tau, a także na poszukiwanie hipotetycznych cząstek przewidzianych przez modele Supersymetrii, oraz na badanie struktury protonu. W polu zainteresowania są też zderzenia ciężkich jonów.

W skład grupy wchodzą następujący pracownicy Narodowego Centrum Badań Jądrowych: Helena Białkowska, Michał Bluj, Bożena Boimska, Tomasz Frueboes, Maciej Górski, Małgorzata Kazana, Krzysztof Nawrocki, Katarzyna Romanowska-Rybińska, Michał Szleper, Piotr Traczyk, Piotr Zalewski