A New Boson with a Mass of 125 GeV Observed with the CMS Experiment at the Large Hadron Collider 김기범.

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1 A New Boson with a Mass of 125 GeV Observed with the CMS Experiment at the Large Hadron Collider
김기범

2 Standard Model 표준모형 우주를 이루는 기본입자 12개, 힘 매개입자 6개 중, 마지막 입자가 힉스 입자

3 ‘질량을 다른 소립자에게 부여’ ‘물질의 움직이기 어려운 정도’ - 1964년 피터 힉스 박사(1929~)
표준 모델에 따르면 우주 공간의 모든 장소, 즉 진공이나 공기 중, 물질의 내부에도 힉스 입자(힉스장)가 가득 차있다. 힉스 입자는 소립자의 질량을 만들어 내는 근원으로 생각된다. 질량은 무게와 비슷한 말인데, 엄밀하게는 ‘물질의 움직이기 어려운 정도(더 정확하게는 가속하기 어려운정도’)룰 뜻한다. E=mc2 소립자에 질량이 생기는 매커니즘을 ‘힉스 매커니즘’이라 하며 1964년 피터 힉스 박사(~1929) 가 주장하였다.

4 LHC ( Large Hadron Collider )
유럽 원자핵공동연구소의 거대강입자충돌 가속기(LHC) 세계 최대 규모의 싱크토트론 지름이 9KM, 둘레 27KM 주 가속기로 들어가기 전에 입자들은 여러 단계에 걸쳐 에너지가 올라가게 된다. 첫 번쨰로, 선형 가속기인 Linac2가 양성자의 에너지를 50MeV까지 올린 후 PSB( 양성자 싱크로트론 증폭기) 로 보낸다. 여기에서 1.4GeV에 도달한 양성자들은 양성자 싱크로트론(PS)에서 26GeV로 가속된다. 저에너지 주입 링(Low-Energy Injector Ring, LEIR)은 이온의 저장 및 감속 장소로 사용된다. 반양성자 감속기(Antiproton Deceleerator, AD)는 3.57GeV에서 2GeV로 감속된 반양성자 빔을 생성하며, 마지막으로 슈퍼 양성자 싱크로트론(Super Proton Synchrotron, SPS)는 양성자의 에너지를 450GeV까지 올린다. 두개의 충돌에너지로 1150 TeV가 나오게 된다. ( 태양 중심부 100배 에너지 ) CMS와 ATLS는(뮤온 검측) 관측기 이며, 나머지 LHCB,ALICE(이온 충돌실험), LHCF는 그보다 크기가 작으며 특수한 목적을 위해 쓰인다. 2012 CERN은 LHC의 충돌에너지의 기존의 7TeV -> 8TeV로 높여 4월 초부터 업그레이드 한 충돌 실험 데이터를 받기 시작 충돌에너지가 높아지면 양성자가 충돌할 때 힉스가 생기는 ‘이벤트’의 획수를 높였다.

5 CMS Central Section arrived Underground

6 CMS cross beam CMS 실제모형

7 CMS Silicon Microstrip Detector Module
실리콘 센서 : 512 or 768 strips with 80 to 200 μm pitch 모듈 프레임 : 탄소 또는 흑연으로 이루어짐 READ-Out ASIC APV25 : ASIC 단계에서 멀티플렉싱, 클락, 트리거 silicon sensors : 512 or 768 strips with 80 to 200 μm pitch module frame : carbon fiber or graphite read-out ASIC APV25 : ASICs for multiplexing, clock/trigger and temperatures/voltages/currents

8 cosmic muons recorded in one end cap (50 ns shaping time)

9 링크