Published July 29, 2010
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LHCf completes its first run
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LHCf, one of the three smaller experiments at the LHC, has completed its first run. The detectors were removed last week and the analysis of data is continuing. The first results will be ready by the end of the year.
LHCf is made up of two independent detectors located in the tunnel 140 m either side of the ATLAS collision point. The experiment studies the secondary particles created during the head-on collisions in the LHC because they are similar to those created in a cosmic ray shower produced when a cosmic particle hits the Earth’s atmosphere. The focus of the experiment is to compare the various shower models used to estimate the primary energy of ultra-high-energy cosmic rays. The energy of proton-proton collisions at the LHC will be equivalent to a cosmic ray of 1017eV hitting the atmosphere, very close to the highest energies observed in the sky. “We have now completed the first phase of our research programme”, says Oscar Adriani, LHCf Deputy Spokesperson. “The experiment has been designed to work with high-energy particles but at a low luminosity. The LHC is now increasing the luminosity, which can cause problems for our detectors. At the same time, we have now collected enough data at 450 GeV and 3.5 TeV per beam”.
The detectors that LHCf used for this first run were mainly plastic scintillators. The collaboration will now work on replacing them with more radiation-resistant crystal scintillators, to be ready by 2013 when the LHC will run at 7 TeV per beam. The collaboration also plans to change the position of its silicon detectors to improve the performance of the experiment in measuring the energy of the interacting particles. “It was an advantage for us to be able to collect data at lower energies as this will allow us to compare the theoretical models also at these intermediate energy regions. The UA7 experiment carried out at the SPS accelerator in the 1980s already provided information for 450 GeV energy collisions. LHCf will be the first to provide results at 3.5 TeV and beyond”, confirms Adriani. The results of the data analysis at 450 GeV will be available by the end of the year, while data at 3.5 TeV will be analysed in 2011.
Other (French)
LHCf, une des trois petites expériences LHC, vient de terminer sa première période d’exploitation. Les détecteurs ont été enlevés la semaine dernière et l’analyse des données se poursuit. Les premiers résultats seront disponibles d’ici à la fin de l’année.
LHCf est composé de deux détecteurs indépendants, installés dans le tunnel, à 140 m de part et d’autre du point de collision d’ATLAS. L’expérience étudie les particules secondaires issues des collisions frontales dans le LHC, comparables à celles observées dans les gerbes lorsqu’un rayon cosmique traverse l’atmosphère terrestre. Le but de l’expérience est d’évaluer les différents modèles théoriques utilisés pour estimer l’énergie primaire de ces rayons cosmiques de très haute énergie. L’énergie des collisions proton-proton dans le LHC sera comparable à un rayon cosmique de 1017eV arrivant dans l’atmosphère, soit une énergie très proche des énergies les plus élevées observées dans le ciel. « Nous venons de terminer la première phase de notre programme de recherche, déclare Oscar Adriani, porte-parole adjoint de LHCf. L’expérience a été conçue pour travailler avec des particules de très haute énergie, mais à une faible luminosité. Le LHC est en train d’accroître sa luminosité, ce qui peut être néfaste pour nos détecteurs. Cependant, nous avons déjà recueilli suffisamment de données à 450 GeV et 3,5 TeV par faisceau. »
Les détecteurs utilisés pour la première période d’exploitation de LHCf étaient principalement composés de scintillateurs plastiques. La collaboration va désormais les remplacer par des scintillateurs à cristaux plus résistants aux radiations. Ce travail devrait être terminé d’ici à 2013, lorsque le LHC fonctionnera avec des faisceaux à 7 TeV. La collaboration prévoit aussi de changer la position des détecteurs en silicone afin d’améliorer la capacité de LHCf à mesurer l’énergie des particules en interaction. « C’était intéressant pour nous de recueillir des données à des énergies plus faibles, car cela nous permettra de valider les modèles théoriques pour ces énergies intermédiaires. L’expérience UA7, menée auprès de l’accélérateur SPS dans les années 80, a permis d’obtenir des données pour les collisions à 450 GeV. LHCf sera la première expérience à donner des résultats pour des collisions à 3,5 TeV et au-delà », souligne O. Adriani. Les résultats de l’analyse des données à 450 GeV seront disponibles d’ici à la fin de l’année et les données à 3,5 TeV seront analysées en 2011.
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- 1281664
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- BUL-NA-2010-195
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