Эксперимент UA1 (сокращение от Underground Area 1 ) был экспериментом по физике высоких энергий , который проводился на протон-антипротонном коллайдере ЦЕРНа ( Sp p S ) , модификации однолучевого суперпротонного синхротрона ( SPS ). Данные были зарегистрированы в период с 1981 по 1990 год. Совместное открытие W- и Z-бозонов этим экспериментом и экспериментом UA2 в 1983 году привело к присуждению Нобелевской премии по физике Карло Руббиа и Саймону ван дер Мееру в 1984 году. Питер Калмус и Джон Доуэлл из британских групп, работавших над проектом, были совместно награждены медалью Резерфорда и премией Института физики 1988 года за выдающуюся роль в открытии W- и Z-частиц.
Он был назван первым экспериментом в "Подземной зоне" (UA) ЦЕРНа, т.е. расположенным под землей, за пределами двух основных площадок ЦЕРНа, в точке взаимодействия на ускорителе SPS, который был модифицирован для работы в качестве коллайдера . Центральный детектор UA1 имел решающее значение для понимания сложной топологии столкновений протонов и антипротонов. Он сыграл важнейшую роль в идентификации горстки частиц W и Z среди миллиардов столкновений. [1]
После открытия W- и Z-бозонов, коллаборация UA1 продолжила поиски верхнего кварка . Физики предвидели его существование с 1977 года, когда был открыт его партнер — нижний кварк . Считалось, что открытие верхнего кварка неизбежно. В июне 1984 года Карло Руббиа на эксперименте UA1 заявил New York Times , что доказательства существования верхнего кварка «выглядят действительно хорошо». [2] В течение следующих месяцев стало ясно, что UA1 упустил из виду значительный источник фона. [3] Верхний кварк был в конечном итоге открыт в 1994–1995 годах физиками из Фермилаб с массой около 175 ГэВ.
UA1 был огромным и сложным детектором для своего времени. Он был разработан как детектор общего назначения. [4] Детектор представлял собой 6-камерную цилиндрическую сборку длиной 5,8 м и диаметром 2,3 м, самую большую камеру дрейфа изображений своего времени. Он регистрировал треки заряженных частиц, изгибающихся в магнитном поле 0,7 Тесла , измеряя их импульс, знак их электрического заряда и скорость потери энергии (dE/dx). Атомы в газовой смеси аргона и этана , заполняющей камеры, ионизировались при прохождении заряженных частиц . Высвобождаемые электроны дрейфовали вдоль электрического поля, сформированного полевыми проводами, и собирались на сенсорных проводах. Геометрическое расположение 17000 полевых проводов и 6125 сенсорных проводов позволяло создавать впечатляющее трехмерное интерактивное отображение реконструированных физических событий. [5]
Детектор UA1 был задуман и разработан в 1978/9 годах, а предложение было представлено в середине 1978 года. [6]
После окончания работы магнит, использовавшийся в эксперименте UA1, использовался в других экспериментах по физике высоких энергий, в частности в экспериментах с нейтрино NOMAD и T2K .
Запись эксперимента CERN-UA-01 на INSPIRE-HEP