PowerPoint-Präsentation - Physikalisches Institut Heidelberg

Das LHCb-Experiment am CERN
The Large Hadron Collider beauty Experiment
Wechselwirkungen zwischen
Elementarteilchen sind
normalerweise gegenüber der
kombinierten Anwendung der
Ladungskonjugation ("C" für
Ladung, engl. charge) und
Paritätsoperation ("P" für
Parität) invariant. Das heißt, ein
Prozess läuft in gleicher Weise ab,
nachdem alle Raumkoordinaten am
Ursprung gespiegelt wurden
(Paritätsoperation) und die
Vorzeichen der Ladungen
gewechselt wurden
(Ladungskonjugation).
Wird diese Symmetrie verletzt, spricht man von CP-Verletzung. CP-Verletzung ist
eine Voraussetzung für das Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie im
Universum. Allerdings ist dieses Ungleichgewicht nicht mit der vom Standardmodell
vorhergesagten CP-Verletzung in Einklang zu bringen und ist daher ein mögliches
Anzeichen für Physik jenseits des Standardmodells.
Die
Übergangswahrscheinlichkeit
(also die Wahrscheinlichkeit, dass
sich ein Quark in ein anderes
umwandelt) ist proportional zu dem
Betrag eines Matrixelementes der
sogenannten
CKM-Matrix
(Cabibbo-Kobayashi-Maskawa
).
CP-Verletzung im Standardmodell hängt von den Parametern
dieser Matrix ab. . Diese lassen sich
im Unitaritätsdreieck graphisch
darstellen.
Bisher wurde CP-Verletzung im
Kaonensystem sowie im B-MesonSystem (B0: d + b) gemessen.
Das LHCb Experiment ermöglicht
die Bestimmung aller Parameter
des Unitaritätsdreieck mit bis
dahin nicht erreichter Präzision.
b
|Vtd/Vts|
|Vub/Vcb|
a
g
b
Unitaritätsdreieck mit im Jahre 2008
erwarteter Präzision ohne LHCb
erwartete Verbesserung der Messungen
durch LHCb, sowie Parameter, die dann
erstmals gemessen werden können.
Halle mit
dem bereits
eingebauten
Magneten
Wechselwirkungspunkt
Das LHCb Vorwärtsspektrometer wurde speziell zur Messung von
B-Meson-Zefällen konzipiert. Die Proton-Proton-Wechselwirkung findet
bei einer Schwerpunktsenergie von 14 TeV statt. Die entstehenden B
und B werden bevorzugt mit geringem Transversalimpuls in eine Richtung emittiert.
Der Detektor besteht grundsätzlich aus einem Spurkammersystem,
Komponenten zur Teilchenidentifikation und dem Magneten.
Das Spurkammersystem besteht aus dem Vertexlocater (Velo),
der inneren (Inner Tracker, IT) und der äußeren Spurenkammer
(Outer Tracker, OT).
p
p
Der LHCb Detektor in der Aufsicht
K or +
Bs0
Ds
144 m
47m
Ereignis, wie es typischerweise
am LHC sind durch eine extrem
Herausforderung ist es, in dem
Zerfälle aufzuspüren und zu

Beispiel eines Zerfalls eines B0s. Dieses Teilchen zerfällt z.B.:
B 0s
DSK
Mit diesem Zerfall kann der Winkel g des Unitaritätsdreiecks bestimmt werden.
Die Aufgabe besteht darin, solch ein Zerfall aus einem Ereignis wie im linken Bild
dargestellt, zu finden. Dazu werden effiziente Trigger für rein hadronische
Ereignisse sowie exzellente Vertexrekonstruktion benötigt.
Outer Tracker Gruppe des Physikalischen Instituts Heidelberg
Ansprechpartner: Prof. Ulrich Uwer, [email protected]
440 m
K+
Möglicher Zerfall eines B0s Mesons
typisches Ereignis einer hadronischen
Teilchenkollision
Skizze des Detektors mit einem simulierten
erwartet wird. Hadronische Ereignisse wie
hohe Anzahl an Spuren gekennzeichnet. Die
gewaltigen Untergrund die interessanten
rekonstruieren .
ｱ