超导环场探测器
超导环场探测器
超导环场探测器 (ATLAS) (A Toroidal LHC ApparatuS) 或称超环面仪器是位于瑞士欧洲核子研究组织(CERN)之大型强子对撞器(LHC)的六大实验用侦测器的其中之一。超导环场探测器的长度为 44 米，直径为 25 米，总重量为 7000 吨。此计划共约有来自 35 个国家 165 个学术机构的 2000 位科学家与工程师共同参与建造。 此实验的建造时程原订于 2007 年的六月完成，但是由于 LHC 的延迟，直到 2008 年九月 10 日才有第一个粒子束的事例。本实验是设计用来需要更高能量来产生的更重质量的粒子，这是先前其他粒子加速器实验所无法达到的能量范围。以此，可以用来检验粒子物理理论的标准模型。
建造此侦测器的ATLAS 实验合作团队，是在1992年组成的。在最初的企划案 EAGLE (Experiment for Accurate Gamma, Lepton and Energy Measurements 精确光子轻子能量量测实验) 与 ASCOT (Apparatus with Super COnducting Toroids 超导环面线圈) 整合后，两组实验团队合作建造此一位于大型强子加速器下单一的通用型粒子侦测器。 此侦测器的最终设计合并了前两个企划案，同时也整合了先前为超导超大型加速器因计划终止而没有实际应用研发成果。最接近目前超导环场探测器实验的设计规划于1994年提出，并在1995年由CERN的参与国正式提供资金。其他国家的大学与国家型实验室在接下来的几年内也陆续加入，直到今日仍有新的研究机构与物理学家参加此一计划。侦测器建造的工作，开始由个别的研究机构分别制作子侦测器的组件，然后才运送到 CERN 的 ATLAS 实验所在地的地下洞穴，于2003年开始组装。
超导环场探测器是一个通用型的粒子侦测器。当大型强子对撞型加速器的质子束在其中心点对撞时，具有不同的能量分布的各种粒子会被产生出来。超导环场探测器并不专注于特定的物理过程，其设计目标是尽量广泛地侦测各种可能发生的信号。如此一来，不论新物理是以何种的物理过程或是有任何新的粒子产生出来，超导环场探测器都要能够侦测到并且量测其物理性质。在此之前的对撞型加速器实验，例如美国费米实验室的兆电子伏特加速器以及 LHC 的前身大型电子正子加速器，都是基于相同的设计理念。但是面对大型强子对撞器所特有的挑战，在于其前所未有的高能量以及极高的对撞频率。因此建造一个如超导环场探测器，这个相较于其他实验来得巨大及复杂的侦测器是必要的。