CLEO(입자 검출기)

CLEO (particle detector)

CLEO는 Cornell Electron Storage Ring(CESR; 코넬 전자 저장 링)의 범용 입자 검출기였으며, 검출기를 작동시킨 물리학자들의 공동 작업 이름이었다.CLEO라는 이름은 약자가 아니다; 그것은 클레오파트라의 줄임말이며 [1]CESR과 함께 사용하도록 선택되었다.CESR은 약 10GeV의 질량 중심 에너지에서 전자와 양전자를 충돌시키도록 설계된 입자 가속기입니다.가속기의 에너지는 1977년 [2]9.4 GeV와 10.4 GeV 사이에서 처음 세 개의 바닥 쿼크 Upsilon 공명이 발견되기 전에 선택되었습니다.네 번째 δ 공명인 δ(4S)는 B 중간자 생성에 대한 임계값을 약간 초과하여 연구에 이상적이었다.

CLEO는 모든 버전에서 솔레노이드 자석 내부의 추적 시스템, 열량계, 입자 식별 시스템 [3][4][5][6]및 뮤온 검출기로 구성된 밀폐형 검출기였습니다.검출기는 30년 수명 동안 검출기의 기능을 업그레이드하고 B 중간자 연구를 위해 최적화하기 위해 5가지 주요 업그레이드를 수행했다.CLEO I 검출기는 1979년 [7]10월에 데이터 수집을 시작했으며, CLEO-c는 2008년 3월 3일에 데이터 수집을 완료했다.

CLEO는 처음에 B 중간자를 생성하기 위한 임계값 미만의 δ(1~3S) 공명 특성을 측정했다.협업이 B 중간자 연구에 더 관심을 갖게 되면서 δ(4S)에서 가속기 시간이 증가하였다.1980년대 후반에 CUSB 실험이 중단되자 CLEO는 대부분의 시간을 δ(4S)[8]에서 보내고 B 중간자의 [9]많은 중요한 특성을 측정했다.CLEO는 B 중간자를 연구하는 동안 D 중간자와 타우 렙톤의 특성을 측정하고 새로운 매력 강자를 [10]많이 발견할 수 있었다.2000년대 초 BaBar와 Belle B 공장이 대량의 데이터를 수집하기 시작했을 때 CLEO는 더 이상 B 중간자의 [11]경쟁력 있는 측정을 할 수 없었습니다.CLEO는 δ(1-3S) 공명을 다시 검토한 후 CLEO-c로 마지막 업그레이드를 수행했다. CESR은 낮은 에너지로 실행되었고 CLEO는 δ 공명과 D 중간자의 많은 특성을 측정했다.CLEO는 입자 [12][13]물리학 역사상 가장 오랜 기간 진행된 실험이었다.

역사

제안 및 시공

코넬 대학교는 1940년대부터 일련의 싱크로트론을 만들었다.1970년대에 가동된 10GeV 싱크로트론은 여러 실험을 했지만 SLAC의 [14]20GeV 선형 가속기보다 훨씬 낮은 에너지로 작동했다.1974년 10월, 코넬은 싱크로트론을 25 GeV의 에너지에 도달하도록 업그레이드하고 40 [15]GeV에 도달하기 위해 새로운 싱크로트론을 만들 계획을 세웠다.1974년 11월[16][17] J/Ω의 발견으로 전자-양전자 충돌기로 흥미로운 물리학을 할 수 있다는 것이 증명된 후, 코넬은 1975년 기존의 싱크로트론 터널을 사용하여 16 GeV의 질량 중심 에너지까지 작동하는 전자-양전자 충돌기에 대한 제안서를 제출했다.16GeV 가속기는 SPEAR 가속기와 PEP 및 PETRA [18]가속기 사이의 에너지 영역을 탐색합니다.CESR과 CLEO는 1977년에[19] 승인되어 [20]1979년에 대부분 완성되었다.CLEO는 CESR의 남쪽 끝에 있는 큰 실험장에 구축되었다. CUSB라는 이름의 작은 검출기는 북쪽 상호작용 영역에 구축되었다.CESR과 CLEO의 제안과 구축 사이에서 페르미랍은 δ 공명을 발견했고, 3개의 상태가 [2]존재한다고 제안했다.DORIS 가속기에서 δ(1S)[21][22]와 δ(2S)[23][24]가 확인되었다.CESR이 가동되고 나서의 첫 번째 업무 순서는 데이터 수집을 개시한 직후에 δ(1S)를 발견해, DORIS와의 질량 차이를 이용해 δ(2S)의 높은 빔 에너지를 신속히 찾아내는 것으로[25], CESR의 CLEO와[26] CUSB는 보다 큰 양을 검출할 수 있었습니다.또한 δ(4S)에서 전자와 뮤온의[30] 과잉[29] 존재는 B 중간자로 붕괴되었음을 나타낸다.CLEO는 [31]검출기의 원래 CLEO I 구성을 사용하여 60개 이상의 논문을 발행했다.

CLEO는 특히 ARGUS [32]협업을 통해 B 중간자 측정에서 경쟁했다.CLEO 콜라보레이션은 DESY의 ARGUS 검출기가 CLEO보다 우수할 것을 우려하여 업그레이드 계획을 시작했습니다.개선된 검출기는 추적 및 dE/dx 측정을 위한 새로운 드리프트 챔버, 새로운 솔레노이드 자석 내부의 요오드화 세슘 열량계, 비행 시간 카운터 및 새로운 뮤온 검출기를 사용할 것이다.새 드리프트 챔버(DR2)는 다른 구성 요소가 [32]준비되기 전에 설치할 수 있도록 원래 드리프트 챔버와 동일한 외부 반지름을 가지고 있었습니다.

CLEO는 CLEO I에서 2년간 데이터를 수집했다.V 구성: 새로운 드리프트 챔버, 드리프트 챔버 내부의 10층 정점 검출기(VD), VD 내부의 3층 스트로 튜브 드리프트 챔버 인서트(IV) 및 원래의 폴 팁 샤워 [33]검출기 중 하나를 대체하는 시제품 CsI 열량계.CLEO I의 하이라이트.V 시대는 반레톤성 B가 매력 없는 최종 [34]상태로 붕괴되는 것을 관찰한 것으로, [35]ARGUS에서 이와 유사한 관찰을 하기 3주 전에 제출되었다.DR2 설치를 위한 셧다운은 ARGUS가 B 혼합을 관찰할 때 CLEO를 앞질렀고, 이는 대칭 B 실험 [36]중 가장 많이 인용된 측정치였다.

클레오 II

CLEO는 1988년 4월에 셧다운되어 나머지 CLEO II 설치를 시작했으며 1989년 [37]8월에 업그레이드를 완료했습니다.IV는 6층 스트로 챔버 정밀 트래커(PT)로 대체됐으며 비행시간 검출기, CsI 열량계, 솔레노이드 자석과 철, 뮤온 챔버가 모두 설치됐다.이것은 검출기의 CLEO II 구성입니다.CLEO II 시대 동안, 공동작업은 맛 변화 중성 전류가 B→K*+,0 µ[38] 및 b→s [39]µ를 감소시키는+,0 것을 관찰했다.매력 없는 중간자 2개에 대한 B 중간자의 붕괴도 CLEO [40][41]II 중에 발견되었다.이러한 소멸은 K,[42]와±0 같은 소멸에서 CP 위반을 관찰할 수 있는 가능성 때문에 관심이 있었지만, 그러한 측정에는 대량의 데이터가 필요하다.

특정 맛-대칭 최종 상태(예: J/Ω0
S K)의 생성에서 시간 의존적 비대칭성을 관찰하는 것은 이론적으로나 [43]실험적으로나 B 중간자의 CP 위반을 검출하는 더 쉬운 방법이었다.전자와 양전자가 서로 다른 에너지를 갖는 비대칭 가속기는 B와0 B의 붕괴0 시간 차이를 측정하기 위해 필요했다.CESR과 CLEO는 기존 터널에 저에너지 링을 구축하고 NSF 자금으로 CLEO II 검출기를 업그레이드하기 위한 제안을 제출했습니다.SLAC는 DOE 자금으로 B공장을 건설하자는 제안서도 제출했다.초기 설계는 1991년에 처음 검토되었지만, DOE와 NSF는 어느 시설을 건설할지에 대한 결정이 연기되었고 어느 시설을 건설할지에 대한 자금이 부족하다는 데 동의했다.이 제안은 1993년에 재검토되었고, 이번에는 두 시설 모두 DOE 돈을 위해 경쟁했다.1993년 10월, SLAC에 [44]B공장이 건설된다는 발표가 있었습니다.

B 공장의 경쟁에서 패한 후, CESR과 CLEO는 가속기와 검출기를 업그레이드하기 위한 두 부분으로 구성된 계획을 진행했습니다.첫 번째 단계는 CLEO II로의 업그레이드였습니다.1995년 5월부터 10월까지의 V 구성. 여기에는 PT를 대체하기 위한 실리콘 검출기와 드리프트 챔버 내의 가스 혼합물이 아르곤-에탄 혼합물에서 헬륨-프로판 [45]혼합물로 변경되었다.실리콘 검출기는 우수한 정점+ 분해능을s 제공하여 D, D, D 및 δ 수명 및 D 혼합의 정확한0 측정을 가능하게 했습니다.드리프트 챔버는 효율성과 운동량 분해능이 더 뛰어났습니다.

클레오 III

업그레이드의 두 번째 단계에는 검출기 근처에 새로운 초전도 4중극이 포함되었다.4극 자석의 공간을 확보하기 위해 VD 및 DR2 검출기를 교체해야 합니다.새로운 실리콘 검출기와 입자 식별 챔버도 CLEO-II 구성에 포함됩니다.

CLEO III 업그레이드는 드리프트 챔버와 실리콘 검출기를 대체하고 향상된 입자 [46]식별을 위해 링 이미징 체렌코프(RICH) 검출기를 추가했습니다.CLEO III 드리프트 챔버(DR3)는 CLEO II와 동일한 운동량 분해능을 달성했습니다.RICH 검출기를 수용하기 위해 레버 암이 짧음에도 불구하고 V 드리프트 챔버.또한 CLEO III 엔드플레이트의 질량은 엔드캡 [47]열량계의 분해능을 높이기 위해 감소되었습니다.

CLEO II.V는 1999년 2월에 데이터 수집을 중지했습니다.RICH 검출기는 1999년 6월부터 설치되었고 DR3는 즉시 설치되었다.실리콘 검출기는 다음에 설치될 예정이었지만, 아직 제작 중입니다.2000년 [48]2월에 실리콘 검출기를 설치할 준비가 될 때까지 엔지니어링 작업이 진행되었습니다.CLEO III는 δ(4S)에서 6fb의−1 데이터를 수집하고 δ(4S) 아래에서 또 다른 2fb의−1 데이터를 수집했다.

고휘도 BaBar와 Belle 실험의 등장으로 CLEO는 더 이상 B 중간자의 특성을 경쟁적으로 측정할 수 없었다.CLEO는 다양한 바닥 및 참 쿼코니아 상태와 참 중간자를 연구하기로 결정했다.프로그램은 B 중간자 임계값 아래의 δ 상태를 다시 살펴보는 것으로 시작되었으며, CLEO-II 검출기로 수집된 마지막 데이터는 δ(1-3S) 공진이었다.

클리오시

CLEO-c는 검출기의 최종 버전이었으며 참 쿼크 연구에 필요한 감소된 빔 에너지로 데이터를 수집하도록 최적화되었다.CLEO-c는 예상보다 효율이 떨어진 CLEO III 실리콘 검출기를 6층 올스테레오 드리프트 챔버(ZD)로 교체했으며, 저운동량 하전 입자 검출을 개선하기 위해 솔레노이드 자석으로 작동하기도 했다.이러한 에너지에서 낮은 입자 증배율은 D 중간자의 효율적인 재구성을 가능하게 했다.CLEO-c는 B 공장에서 수행한 측정에 대한 입력으로 사용된 D 중간자의 특성을 측정했습니다.또한 격자 QCD 계산을 검증하는 데 도움이 되는 많은 쿼코니아 상태를 측정했다.

검출기

CLEO의 서브디텍터는 하전입자의 추적, 중성입자와 전자의 열량 측정, 하전입자의 종류 식별 등 3가지 주요 작업을 수행합니다.

추적

CLEO는 항상 솔레노이드 자석을 사용하여 하전 입자를 측정해 왔습니다.원래의 CLEO 디자인은 초전도 솔레노이드를 필요로 했지만, 제시간에 만들 수 없다는 것은 분명했다.기존의 0.42T 솔레노이드를 먼저 설치한 후 1981년 9월에 초전도 자석으로 교체했습니다.초전도 코일은 1.2T에서 작동하도록 설계되었지만 1.0T [49]이상에서는 작동하지 않았습니다. CLEO II 업그레이드를 위해 새로운 자석이 만들어졌으며 열량계와 뮤온 검출기 사이에 배치되었습니다.자기장이 1.0T로 감소된 CLEO-c까지 1.5T로 작동하였습니다.

와이어 챔버

원래 CLEO 검출기는 세 개의 개별 추적 챔버를 사용했습니다.가장 안쪽 챔버(IZ)는 반경 9cm와 17cm 사이의 영역을 차지하는 3층 비례 와이어 챔버였습니다.각 층에는 트랙 방위각을 측정하기 위한 240개의 양극 와이어와 트랙 [50]z를 측정하기 위해 양극 와이어의 내부 및 외부에 5mm 너비의 144개의 음극 스트립 후프가 있습니다(총 864개의 음극 스트립).

CLEO I 드리프트 챔버(DR)는 IZ의 바로 바깥쪽에 있으며 반경 17.3cm에서 95cm 사이의 영역을 차지했습니다.11.3mm × 10.0mm 셀의 17개 층으로 구성되었으며, 층 간은 42.5mm로 총 5304개의 셀로 구성되었다.감지 와이어의 각 층마다 두 층의 필드 와이어가 있었습니다.홀수 레이어는 축 레이어, 짝수 레이어는 번갈아 스테레오 [51]레이어입니다.

마지막 CLEO I 전용 트래킹 챔버는 솔레노이드 자석과 dE/dx 챔버 사이의 평면 외부 Z 드리프트 챔버(OZ)였습니다.그것은 반경 2.5cm로 분리된 세 개의 층으로 구성되었다.가장 안쪽 층은 빔 라인에 수직이며, 바깥쪽 두 층은 방위 추적 정보를 제공하기 위해 가장 안쪽 챔버에 대해 ±10°에 있었다.각 옥탄트에는 OZ [52]챔버가 설치되었다.

원래 드리프트 챔버를 대체하기 위해 새로운 드리프트 챔버 DR2가 제작되었습니다.새로운 드리프트 챔버는 기존 챔버와 동일한 외부 반경을 가지고 있어 나머지 CLEO II 업그레이드가 준비되기 전에 설치할 수 있었습니다.DR2는 51층 검출기로, 000+000-축/스테레오층 배열이었다.DR2는 감지 와이어의 각 레이어 사이에 필드 와이어의 레이어가 1개뿐이므로 할당된 공간에 더 많은 레이어가 들어갈 수 있습니다.축방향 감지 와이어에는 원래 드리프트 챔버의 좌우 모호성을 해결하는 데 도움이 되는 반전지가 있습니다.챔버의 내부 및 외부 필드 층은 트랙의 세로 좌표를 측정하기 위한 음극 스트립이었습니다.DR2는 또한 추적 [53]측정과 더불어 dE/dx 측정을 수행하도록 설계되었습니다.

IZ 챔버는 1984년에 10층 드리프트 챔버(VD)로 교체되었습니다.1986년 7.5cm에서 5.0cm로 반경을 줄였을 때 새롭게 사용 가능한 공간을 차지하기 위해 3층 짚실(IV)이 건설되었다.IV는 CLEO II 업그레이드 중에 내부 반경 3.5cm의 5층 빨대 튜브로 교체되었습니다.

CLEO III 드리프트 챔버(DR3)는 CLEO II/II와 유사한 성능을 갖도록 설계되었습니다.V 드리프트 챔버는 RICH 검출기를 위한 공간을 확보하기 위해 더 작습니다.가장 안쪽 16개 층은 축방향이며, 가장 바깥쪽 31개 층은 번갈아 스테레오 4층 초층으로 그룹화되었습니다.드리프트 챔버의 외벽은 추가 z [6]측정을 제공하기 위해 1cm 폭의 음극 패드로 계측되었습니다.

마지막으로 CLEO용으로 제작된 드리프트 챔버는 CLEO-c 업그레이드를 위한 내부 드리프트 챔버 ZD였습니다.6층 전체 스테레오 층 설계는 주 드리프트 챔버의 스테레오 층에 도달하지 못하는 저모멘텀 트랙의 세로 측정을 제공합니다.스테레오 각도가 크고 셀 크기가 작다는 점을 제외하면 ZD 설계는 DR3 [54]설계와 매우 유사했습니다.

실리콘 검출기

CLEO는 CLEO II를 위한 최초의 실리콘 정점 검출기를 개발했습니다.V 업그레이드.실리콘 검출기는 옥탄트로 배열된 3층 장치였다.가장 안쪽 층은 반지름 2.4cm, 가장 바깥쪽 층은 반지름 4.7cm였다.총 96개의 실리콘 웨이퍼가 사용되었으며 총 26208개의 판독 [55]채널이 사용되었습니다.

CLEO III 업그레이드에는 새로운 4층 양면 실리콘 정점 검출기가 포함되었습니다.이 제품은 웨이퍼에 동일한 1 in × 2 447개의 동일한 1 in 1로 제작되었으며, r-θ 쪽은 50 마이크로미터 스트립 피치, z 쪽은 100 마이크로미터 피치로 제작되었습니다.실리콘 검출기는 설치 후 85%의 효율을 달성했지만, 곧 더 큰 비효율성을 겪기 시작했습니다.웨이퍼의 [56]거의 반원형 영역에서 비효율성이 발견되었습니다.실리콘 검출기는 성능 저하, 정점 기능의 감소 및 빔피프 [57]근처의 물질을 최소화하고자 하는 욕구 때문에 CLEO-c로 대체되었습니다.

열량 측정

CLEO I은 3개의 열량을 가지고 있었다.사용된 비례 튜브의 모든 층은 납 시트와 인터리빙되었습니다.옥탄트 샤워 감지기는 각 옥탄트의 비행 시간 감지기 밖에 있었다.각 옥탄트 검출기에는 44개 층의 비례 튜브가 있으며, 이 튜브는 빔피프와 평행하고 수직이었다.총 774개 [58]폭력조직의 읽기 채널 수를 줄이기 위해 전선들이 함께 뭉쳤다.옥탄트 엔드 샤워 감지기는 dE/dx 챔버의 양 끝에 배치된 16개 층 장치였다.레이어는 방위각, 포지티브 스테레오, 포지티브 스테레오, 네거티브 스테레오 패턴을 따릅니다.스테레오 와이어는 검출기의 비스듬한 측면에 평행했다.층은 옥탄트 샤워 [59]감지기와 비슷한 방식으로 형성되었다.극 팁 샤워 검출기는 드리프트 챔버의 끝과 자속 리턴의 극 팁 사이에 배치되었다.폴 팁 샤워 감지기는 수직, +120°, -120° 층의 7개 그룹이 있는 21개 층으로 구성되었다.양측의 샤워 감지기는 두 부분으로 구성되어 있어 빔피프에 [60]접근할 수 있습니다.

CLEO II 업그레이드 중에 열량이 대폭 향상되었습니다.새로운 전자 열량계는 탈륨을 도핑한 7784개의 CsI 결정을 사용했다.각 결정의 깊이는 약 30cm였고, 5cm x 5cm의 얼굴을 가지고 있었다.열량계의 중심 영역은 드리프트 챔버와 솔레노이드 자석 사이에 배치된 실린더였으며, 드리프트 챔버 양 끝에 두 개의 엔드 캡 열량계가 배치되었습니다.엔드캡의 결정 방향은 빔 라인과 평행했습니다.중앙 열량계의 결정은 인접한 [61]결정 사이를 통과하는 입자의 비효율성을 피하기 위해 상호작용 지점에서 세로 및 가로 방향으로 수 센티미터씩 어긋난 점을 마주하고 있습니다.열량계는 주로 광자나 전자의 에너지를 측정했지만, 반중성자를 [62]검출하는데도 사용되었다.CLEO-II에서 CLEO-c까지 모든 검출기 버전은 CsI 열량계를 사용했다.

입자 식별

CLEO에서는 5종류의 장수하는 하전 입자가 생산된다: 전자, 파이온, 뮤온, 카온, 양성자.이러한 각 유형을 적절히 식별하면 검출기의 기능이 크게 향상된다.입자 식별은 전용 서브 검출기와 열량계와 드리프트 챔버에 의해 수행되었습니다.

CLEO 검출기의 외부 부분은 주로 하전 입자 [63]식별 전용의 독립 옥탄트로 구분되었다.입자 식별을 위한 기술 선택에 대한 명확한 합의가 이루어지지 않았기 때문에, 두 옥탄트는 dE/dx 이온화 챔버를, 두 옥탄트는 고압 가스 체렌코프 검출기를,[64] 네 옥탄트는 저압 가스 체렌코프 검출기를 각각 장착했다.dE/dx 시스템은 우수한 입자 식별 성능을 보여주었고 추적에 도움을 주었기 때문에 1981년 9월에는 8개의 옥탄트 모두에 dE/dx [65][66]챔버가 장착되었다.dE/dx 챔버는 하전 입자가 다중선 비례 챔버(MWPC)[63]: 17 를 통과할 때 이온화를 측정했습니다.각 dE/dx 옥탄트는 124개의 개별 모듈로 제작되었으며 각 모듈에는 117개의 와이어가 포함되어 있습니다.읽기 채널의 수를 최소화하기 위해 10개의 모듈 그룹이 함께 뭉쳤습니다.처음 2개의 모듈과 마지막 2개의 모듈은 계측되지 않았기 때문에 각 옥탄트에는 12개의 [63]: 33 셀이 있습니다.

비행 시간 검출기는 dE/dx 챔버 바로 외부에 있었다.하전 입자의 속도를 측정하여 추적 챔버로부터의 운동량 측정과 비교하여 하전 입자를 식별하였다.섬광 막대는 빔 라인에 평행하게 배치되었으며, 옥탄트의 각 절반에 대해 6개의 막대가 있었다.계장되지 않은 영역을 피하기 위해 각 옥탄트 반에 있는 6개의 막대가 겹쳤습니다.섬광 광자는 광전자 증배관에 의해 검출되었다.각 막대는 2.03 m × 0.312 m × 0.025 [67]m였다.

CLEO I muon 드리프트 챔버는 가장 바깥쪽 검출기였다.뮤온 검출기의 두 층은 CLEO의 양 끝에 있는 자석 철의 바깥쪽에 있었다.배럴 영역에는 15cm와 30cm의 자석 철 후에 두 개의 추가 뮤온 챔버가 있었습니다.뮤온 검출기는 방사선 길이가 4-10개 사이였고 에너지가 최소 1-2GeV인 뮤온에 민감했다.자석 요크의 무게는 580톤이었고, 검출기 각 모서리에 있는 이동식 카트 4대당 무게는 240톤으로 총 [68]1540톤이었다.

CLEO II는 드리프트 챔버와 열량계 사이의 비행 시간 검출기를 사용했으며, 하나는 배럴 영역에, 다른 하나는 엔드캡 영역에 사용했다.배럴 영역은 광도관이 있는 64개의 바이크론 막대로 구성되며, 광도관은 자기장 영역 밖에 있었다.유사한 시스템이 엔드캡 영역을 커버했습니다.TOF 시스템의 타이밍 분해능은 150cm였습니다.중앙 및 엔드캡 TOF 검출기를 조합하여 솔리드 [4]각도의 97%를 커버했다.

CLEO I 뮤온 검출기는 상호작용 영역에서 충분히 멀리 떨어져 있어 파이온과 카이온의 비행 중 붕괴가 중요한 배경이 [32]되었다.CLEO II 검출기의 보다 콤팩트한 구조는 뮤온 검출기를 상호작용 지점 가까이 이동할 수 있게 했다.세 층의 뮤온 검출기가 철 흡수재 층 뒤에 배치되었다.스트리머 카운터를 각 끝에서 읽어내 z [4]위치를 결정합니다.

CLEO III 업그레이드에는 전용 입자 식별 서브 디텍터인 RICH 서브 디텍터가 추가되었습니다.RICH 검출기는 드리프트 챔버와 열량계 사이의 반경 방향으로 20cm 미만, 방사선 길이의 12% 미만이어야 했다.RICH 검출기는 하전 입자의 체렌코프 방사선을 이용해 속도를 측정했다.추적 검출기의 운동량 측정과 조합하여 입자의 질량과 그 정체를 결정할 수 있었다.하전 입자는 LiF 창을 통과할 때 체렌코프 빛을 생성했다.30개의 LiF 결정으로 이루어진 14개의 고리가 RICH의 라디에이터를 구성했고, 가장 중심인 4개의 고리는 체렌코프 광자의 완전한 내부 반사를 방지하기 위해 톱니 무늬를 가지고 있었다.광자는 질소 팽창 부피를 통해 이동했고, 이를 통해 원뿔 각도를 정확하게 결정할 수 있었다.광자는 메탄-트리에틸아민 가스 [46]혼합물이 포함된 다중 와이어 챔버에서 7.5mm × 8.0mm 음극 패드에 의해 검출되었다.

물리학 프로그램

CLEO는 Physical Review[69] Letters에 200건 이상의 기사를 게재했으며 Physical [70]Review에 180건 이상의 기사를 게재했습니다.포함 및[38] 배타적 b → s have에 대한[39] 보고서는 모두 500회 [71]이상 인용되었다.B물리학은 보통 CLEO의 최우선 과제였지만, 이 협업을 통해 다양한 입자물리학 주제에 대한 측정이 이루어졌습니다.

이중간자

CLEO의 가장 많이 인용된 논문은 풍미 변화 중성 전류 붕괴 b→[39]sµ의 첫 번째 측정을 보고했다.측정은 표준 모델과 잘 일치했으며 충전 힉스 및 비정상적인 WW† 커플링과 같은 표준 모델 제안 이외의 수많은 모델에 상당한 제약을 가했다.유사한 배타적 붕괴+,0 B→K*+,0 µ도 [38]측정되었다.CLEO과 ARGUS 포괄적인 매력 없는semileptonic B중간자가 썩의 직접적인 CKM 행렬 요소의가 0은 아닌 값을 설립했다 거의 동시에 측정, 보고했다 Vub .[34][35]독점하고 매력 없는semileptonic B중간자가 썩먼저 CLEO에 의해 6년 후 모드에서 목격돼 B→ πlν, ρlν,[72]과 Vub을 결정하는 데 사용되었다.[73][74][75][76]CLEO 또한 disc하드로닉 아날로그를 많이 사용하였습니다.B+,0 → K +(892−) [77]、 K(*) [78]、 K+0 、 K00 、 K 、 K+− [79]、 K+0+−+[80]* [81]、 K 、 K[82]0+ 、 K 、 K [41]、 K+− 。이러한 매력 없는 강입자 붕괴 모드는 CP 위반을 프로브할 수 있으며 단일 삼각형의 α와 θ 각도에 민감하다.마지막으로, CLEO는 V에 민감한cb 여러 가지0 B 중간자*00[84](B→ DK(*)*−,[83] B→ D b B→ pp+
c−, [86]dp*0++−−,[85]−[87] B+
c+−0→ Dpp**−+, Dpn,[62] B0*−→ J)를0 포함하여 B 중간자의 많은 배타적 캐치드 데크를 관찰했다.

참 하드론

CLEO는 주로 B 중간자를 연구하기 위해 δ(4S) 근처에서 실행되었지만, 매력 강자를 연구하기 위해 설계된 실험에서도 경쟁력이 있었다.CLEO에 의한 첫 번째 매력 강입자 특성 측정은 D.[91] CLEO가 1970s±7 MeV의 [93]질량을 측정하여 2030±60[92] MeV와 2020±10 MeV의 이전 관측치보다 상당히 낮았다. CLEO는 D(2573)[94]와 D(2463)[95]를sJsJ 발견했다.CLEO는 이중 Cabibbo 억제 붕괴0 D→[96] Kµ를+− 측정하는 첫 번째 실험이었고, CLEO는 여러 붕괴 [97][98][99][100][101][102]모드에서 D의 달리츠0,+ 분석을 수행했다.CLEO는 D(2010)+를* 연구하여 D-D*0 질량 [103]차이를 가장 정확하게 측정하였다.CLEO-c는 포괄적 채널,[104][105] μµ+μ, 반립토닉 데크 [107][108]및 하드론 [109][110][111]데크에서 D 중간자 분기 비율을 가장 정확하게 측정했습니다.이러한 분기 분율은 BaBar와 Belle에서 B 중간자 측정에 중요한 입력이다.CLEO는 붕괴 상수Ds f의 실험적인 측정값을 제공한 순수 렙톤+
s 붕괴 D→[112]μlam을+ 처음 관찰했다. CLEO-c는 f와Ds [103]f의 가장D+[106] 정확한 측정을 했다.이러한 붕괴 상수는 B [113]혼합과 같은 다른 측정치를 해석하는 데 중요한 입력이 됩니다.CLEO에 의해 발견된 다른 D 붕괴 모드에는+
s pn,[114] π+,,[115] ηρ+, 'ρ+++', l+ l,[116] l l'[117][118] 및 l cle가 있다. CLEO는 많은 캐주얼 바리온을 발견하여 많은 캐주얼 바리온 붕괴 모드의 측정을 발견 또는 개선했다.BaBar와 Belle이 2005년에 새로운 매력 바리온을 발견하기 전에, CLEO는 알려진0
c 20개의 매력 바리온 중 13개를 발견했다: ,,[119] [120]ξ0,+
c ( 27900,+
c), σ0,+,++
c ( 2815),[121] [122]ξ'0,+
c ( 2520),[123][124] ξ+
c ( 2645),[125] ξ0
c ( 2645),[126] λ+
c (2593).[127]CLEO에서 발견된 참된 바리온 붕괴 모드는 ω0
c→ ωe−+e;[128] λ+
c→ pK0,, σσ++, σσ, σσ*+, σσ,[129] ξξ0++0, ξξ, [130]ξ, ξ++−0, ξ+,[131] ξ+,[132] ξ+
c→ ξ이다0+e.

쿼코늄

쿼코늄 상태는 격자 QCD 및 비상대론적 QCD 계산에 대한 실험적인 입력을 제공한다.CLEO는 CUSB 및 CUSB-II [133]실험이 끝날 때까지 δ 시스템을 연구한 후 CLEO III 검출기를 사용하여 δ 시스템으로 돌아왔다.CLEO-c는 낮은 질량 δ 상태를 연구했다.CLEO와[25] CUSB는[26] 첫 번째 백투백 논문을 발표하여 처음 세 가지 Ω 상태에 대한 관찰 결과를 보고했습니다.δ(3S)[134]에 대한 이전의 주장은 3개의 구성요소로 이루어진 하나의 피크의 적합성에 의존했다. CLEO와 CUSB는 잘 분리된 세 개의 피크를 관측함으로써 δ(3S)의 존재에 대한 남아 있는 의심을 불식시켰다.δ(4S)는 CLEO와 CUSB에[28] 의해[25] 직후 발견되었으며, 붕괴 폭이 크기 때문에 B 중간자에 대한 붕괴로 해석되었다.δ(4S)에서 전자와 뮤온의 초과는[29] 약한 붕괴의 존재를 증명하고 δ(4S)가 B 중간자로 붕괴하는 해석을 확인하였다.이후[135] CLEO 및[136] CUSB는 δ(5S) 및 δ(6S) 상태의 존재를 보고했습니다.

CLEO I ~ CLEO II는 주로 CUSB, Crystal Ball 및 ARGUS 실험에서 δ 물리학에서 상당한 경쟁을 벌였다.단, CLEO는 X = 、 [137][139]、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 2 K+ 、 3+ K 、 2++ K 、 2 K 、 2 S++ p0 、 2 pp++ 2 ππ 2 . p [140]pp x cle cle cle x x x x x x cle+− cle cle= 、 J/ x[138] X ays X cle X cle cle cle cle cle++ cle aysays ays ays ays ays ays ays ays ays aysaysaysaysaysaysays방사성 부식은 글루볼 생성에 민감합니다.

CLEO는 CLEO III 시대가 끝날 때 δ(1-3S) 공진에서 더 많은 데이터를 수집했다.CLEO III는 υb1,2(1D) 상태,[141] ((2P)→ω(1S) 전이,[142] υ(3S)→τ+−[143] 붕괴 등을 발견했다.

CLEO-c는 카르모늄 상태의 많은 특성을 측정했다.하이라이트는 δc'[144] 확인, Y(4260),[145] δ(2S),[146] δ(2S)→J/140 [147]데크의 의사칼라-디케이크, δ(2S)[148]의 13개의 새로운 하드론 데크의 관측, h(1P1)[149][150]의c 관측, δ(2S)의 질량[151] 및 분기[152] 분기의 측정 등이다.

타우렙톤류

CLEO는 six의 6가지 붕괴 모드를 검출했습니다.

  • → π−0τ,,[153][154]
  • e-me-mail−τe,[155]
  • 「−−+ 」,τ 「 −00τ」,1 「 」, 「 」τ,[156]
  • K자랑−τ[157] K자랑−τ K자랑.[158]

CLEO는 §의 수명을 그 당시 다른 어떤 측정치보다 정확하거나 더 나은 정밀도로 3회[159][160][161] 측정했다.CLEO는 또한 δ의 질량을 두 [162][163]번 측정했다.CLEO는 질량의 제한을τ 여러 번 설정했지만 CLEO 제한이 가장 엄격한 것은 아니었다.[163][164][165][166][167]미셸 매개변수에[168] 대한 CLEO의 측정은 상당한 차이로 그들의 시간에 가장 정확했다.

기타 측정

CLEO는 전자와 양전자 모두 광자를 방사하는 2광자 물리학을 연구해왔다.두 광자는 상호작용하여 벡터 중간자 또는 강입자-반강입자 쌍을 생성합니다.CLEO는 벡터 중간자[169][170][171][144][172][173] 과정과 강입자-반강입자 [174][175][176]과정 모두의 측정치를 발표했다.

CLEO는 하드론 단면비를 [177]측정하기 위해 7GeV와 10GeV 사이의 질량 중심 에너지에 대한 에너지 스캔을 수행했다.CLEO는 Q > 4 [178]GeV2 이상의2 전자파+ 폼+ 팩터를 최초로 측정했다.

마지막으로 CLEO는 힉스 및 SM 입자 이상의 검색을 수행했습니다.힉스 입자들,[179][180] [181]축삭들, 자기 [182]단극자,[183] 중성자, 부분적으로 대전된 입자,[184] 바닥 스쿼크,[185] 그리고 [186]가족.

콜라보레이션

CESR의 남쪽 상호작용 영역에 대한 검출기의 초기 설계는 1975년에 시작되었다.하버드 대학, 시러큐스 대학, 로체스터 대학의 물리학자들은 코넬 싱크로트론에서 일했고, 코넬과 협력자로서 당연한 선택이었습니다.그들은 르모인 칼리지와 이타카 [187]칼리지의 협력자들과 함께 Rutgers University와 Vanderbilt University의 단체들과 함께 참여했습니다.추가 기관은 협력에 참여하면서 검출기 구성요소에 대한 책임을 할당받았다.코넬은 자석 내부, 자석 외부, 그리고 자석 [188]자체의 검출기 부분의 개발을 감독할 물리학자를 임명했다.협업의 구조는 SLAC에서 인식된 단점을 피하기 위해 설계되었으며, SLAC 물리학자들은 가속기와 검출기, 컴퓨팅 및 기계 [189]설비에 대한 접근으로 운영을 지배하고 있다고 느꼈다.공동작업자는 자신이 선택한 분석 작업을 자유롭게 수행할 수 있었으며, 출판을 위한 결과 승인을 공동작업 전체에 걸친 투표로 받았습니다.대변인(나중에 대변인)도 대학원생을 [190]포함한 협업 전반의 투표로 선정되었다.공동작업에 참여한 다른 담당자는 분석 코디네이터와 실행 관리자였으며, 나중에는 소프트웨어 [191]코디네이터도 맡았습니다.

첫 번째 CLEO 논문은 8개 [27]기관의 73명의 저자를 열거했다.코넬 대학교, 시러큐스 대학교 및 로체스터 대학교는 전체 역사 동안 CLEO의 회원이었으며,[192][193] 42개의 기관이 한때 CLEO의 회원이었다.공동작업은 1996년 212명으로 가장 [194]큰 규모였으며, 공동작업자들이 BaBar와 Belle [195]실험으로 이동하기 전이었다.CLEO 논문에 등장한 가장 많은 작가는 226명이었다.[196][197]CLEO가 데이터 수집을 중단한 시점에 발표된 논문에는 123명의 [198]저자가 있었습니다.

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