Detector LHCb là phổ kế đơn nhánh phía trước, được sử dụng để đo chính xác
vi phạm đối xứng CP và các phân rã hiếm của các hadron chứa quark b. Ngồi ra, thí nghiệm cịn được sử dụng để khảo sát vật lý quark charm hoặc các hạt Higg khối
lượng nhỏ.
Detector LHCb được đặt tại điểm tương tác IP8. Mục đích nghiên cứu cặp của thí nghiệm quyết định đến thiết kế của detector LHCb như trong hình 2.3. LHCb có chiều dài 20m, chiều rộng 13m và nặng 5600 tấn. Góc mở từ 10 – 300mrad trên mặt phẳng ngang và từ 10 – 250mrad trong mặt phẳng thẳng đứng.
Acceptance được tính cho góc cực θ so với trục z. Kích thước của detector gần đúng là (x = 6m) × (y = 5m) × (z = 20m).
Detector LHCb gồm tập hợp các detector con, được liệt kê sau đây theo thứ tự từ trái sang phải gồm:
Vertex Locator (VELO – xác định đỉnh);
First Ring Imaging Cherenkov counter (RICH1 – detector xác định
hình ảnh Cherenkov thứ nhất);
Trigger Tracker (TT – trigger vết);
Magnet (nam châm);
Tracking stations (T1, T2, T3 – trạm xác định vết), chia làm hai phần
vết trong (IT) và vết ngoài (OT);
Second Ring Imaging Cherenkov counter (RICH2 - detector xác định
hình ảnh Cherenkov thứ hai);
First Muon station (M1 – trạm Muon thứ nhất);
Scintillating Pad/Pre-Shower Detector (SPD/PS – detector nhấp nháy
xác định điểm đầu mưa rào điện tử);
Electromagnetic Calorimeter (ECAL – thiết bị đo năng lượng của hạt
tương tác điện từ);
Hadronic Calorimeter (HCAL – thiết bị đo năng lượng của hạt tương
tác mạnh);
Remaining Muon stations (M2, M3, M4, M5 - trạm đo Muon);
Ống dẫn chùm tia đi qua tất cả các detector ngoại trừ VELO. VELO được bao bọc trong một bình chân khơng và nối với ống dẫn chùm tia.
Các detector cịn có thể được phân loại theo thiết bị vết (các detector xác định dạng quỹ đạo và vị trí đỉnh (va chạm và phân rã)) và thiết bị phân loại hạt (các detector nhận định các loại hạt khác nhau):
Vết: VELO, TT, nam châm, IT, OT.
Hạt: RICH1, RICH2, ECAL, HCAL.
Nam châm được đặt gần vùng tương tác, độ mở của nó quyết định acceptance của detector. Vai trị của nam châm là bẻ cong quỹ đạo của hạt tích điện và xác định xung lượng của chúng. Xung lượng của các vết được xác định bằng độ bẻ cong quỹ đạo của hạt trong từ trường. Khả năng bẻ cong của từ trường được đặc trưng bởi tích phân trong tồn bộ khơng gian từ trường ∫ B d ~ 4 Tm. Thành phần chính của
từ trường hướng theo trục y và là hàm theo trục z như thể hiện trong hình 2.4, trong
đó diện tích nằm bên dưới đường cong thể hiện tích phân trên theo thành phần By. Khả năng bẻ cong quỹ đạo hạt của từ trường cho phép xác định chính xác xung lượng hạt.
Phân cực của nam châm có thể đảo ngược lại để nghiên cứu sai số hệ thống có thể sinh ra do bất đối xứng trái phải trong detector. Do đó người ta lựa chọn nam châm bình thường mà khơng phải nam châm siêu dẫn.