מחקר בגובה העיניים
מחקר בגובה העיניים
עובדות ומספרים


כיצד ניתן לגלות חלקיקים חדשים
חוקרים פיתחו ובחנו מתקן למדידת אנרגיה של חלקיקים. כך הם מקווים שניתן יהיה לאתר חלקיקים חדשים שנוצרים במאיצים
פיזיקאים שעוסקים בחקר החלקיקים היסודיים מחפשים באופן מתמיד אחר חלקיקים חדשים שעשויים לשפוך אור על תהליך היווצרות היקום, הכוכבים, החומר ועוד. חלקיקים חדשים דועכים לחלקיקים מוכרים שבריר שנייה לאחר היווצרותם. ולכן, כדי לגלותם יש לפתח מכשירי מדידה מדויקים שמודדים את האנרגיה של החלקיקים המוכרים. סילוני חלקיקים הם תוצרי דעיכה אופייניים של חלקיקים חדשים. זוהי קבוצת חלקיקים שנעים בכיוון אחד ולרוב יכילו הדרונים – חלקיקים תת-אטומיים שמורכבים מקווארקים (חלקיקים יסודיים מוכרים). באופן מסורתי האנרגיה של כל החלקיקים בסילונים, ובהם הדרונים, נמדדת כיחידה אחת במכשיר ששמו קלורימטר הדרוני. הוא מודד את האנרגיה שמשאירים החלקיקים כאשר הם עוברים בחומר שממנו הוא מורכב (המילה קלורימטר נגזרת מהמילה "קלוריה", יחידת חום). האופן שבו החלקיקים משאירים אנרגיה בקלורימטר משתנה מחלקיק לחלקיק. ומכיוון שהאנרגיה שלהם נמדדת כיחידה אחת, תוצאת המדידה שמתקבלת אינה מדויקת. מכיוון שסילונים הם תוצרי דעיכה של חלקיקים חדשים, ככל שנמדוד את האנרגיה שלהם במדויק, יגדל הסיכוי שלנו לאתר את החלקיקים החדשים. על כן מטרת מחקר זה הייתה לדייק משמעותית את מדידת אנרגיית הסילונים. הדרך לעשות זאת היא למדוד בנפרד את האנרגיה של כל אחד מהחלקיקים שמרכיבים את הסילונים, ובהם הדרונים. בשביל למדוד את האנרגיה של כל חלקיק בסילונים בנפרד, יש לבנות קלורימטר הדרוני עם הפרדה מרחבית גבוהה, כזאת שתאפשר לזהות איזה חלק מהאנרגיה שהופקדה בקלורימטר שייך לאיזה חלקיק. הקלורימטר שעמו אנו עובדים הוא "קלורימטר דוגם"; הוא בנוי משכבות (פלדה במקרה שלנו) שבהן החלקיקים מאבדים את האנרגיה שלהם, וביניהן גלאים שדוגמים אותה. מסך כל הדגימות ניתן להסיק כמה אנרגיה סך הכל הייתה לכל הדרון. בשנים האחרונות פיתחנו קלורימטר שמתבסס על גלאים מסוג "מכפיל אלקטרונים מבוסס גז עם שכבת התנגדות". קלורימטר זה מודד את החלקיקים הטעונים חשמלית שנפלטו בזמן שההדרונים איבדו אנרגיה כאשר עברו בפלדה. כאשר החלקיקים הטעונים באים במגע עם הגז שנמצא בגלאים, הם מייננים אותו. את האלקטרונים המיוננים הגלאים מכפילים לכדי אות חשמלי שניתן לקרוא. במחקר זה מצאנו שניתן יהיה להשתמש בקלורימטר הנ"ל בניסויים עתידיים לגילוי חלקיקים חדשים שנוצרים במאיצים: פעילותו יציבה, הרזולוציה המרחבית שלו טובה, והוא הצליח למדוד במדויק אנרגיה של הדרון בודד.