[가속기에서 입자의 궤도 추적장치 TPC][♥3] The ALICE TPC

♥3

The ALICE  TPC

A spectacular view of the interior of the ALICE Time Projection Chamber (TPC) - the worlds largest.

세계에서 가장 큰 ALICE의 TPC의 내부모습

(벽은 거울같은 물질로 이루어져 있고 양쪽에서 들어온 중입자가 충돌한 정보가 벽의 센서에 전달될 것으로 추정된다.)

It measures the trajectories of the thousands of particles emitted in heavy ion collisions with sub-millimetre precision

이 TPC는 밀리미터 이하의 폭으로 집중된 중이온의 충돌의 결과로 방출되는 수천의 입자들의 궤적을 측정한다.

내 기억이 맞다면 Time Projection Chamber의 측정원리는 다음과 같다. 용기(Chamber) 안에 적절히 이온화 또는 이온화하기 쉬운 매질이 채워져 있는데 충돌 후 생긴 입자들이 매질을 이루는 입자를 지나가면 매질의 입자에서는 전자를 사방으로 방출한다. 

이 전자가 사방으로 퍼져서 센서에 기록이 되는데 전자가 도달한 시간을 분석하면 용기 안에서 입자의 위치를 알 수 있다. 예를 들어 입자가 정 중앙을 지난다고 하면 수직으로 퍼진 전자의 경우 센서에 도달한 시간이 같을 것이다. 

반대로 중앙에서 벗어나면 한쪽에는 전자가 도달한 시간이 짧고 반대편은 길 것이다. 전자가 퍼지는 시간은 일정하다고 보면 이 시간차로부터 입자의 좌표를 알아낼 수 있는 것이다. 그래서 Time Projection이라는 이름이 붙은 것으로 안다.

수천의 입자가 생성되는데 그 것들을 일일이 가려내는 것은 고도화된 분석법이 필요하리라 짐작할 수 있다. 그래서 앞 서 카드에서 보였듯이 머리카락 보다 가는 센서들이 촘촘히 배치되어 있고 수퍼 컴퓨터가 필요한 것일거다.