Nach mehr als zwei Jahren Wartung und Upgrades wurde der Pixel Tracker Subdetektor im Zentrum des Large Hadron Collider (LHC) Compact Muon Solenoid (CMS) Detektors installiert und kann nun in Betrieb genommen werden.
Von allen Subdetektoren befindet sich der CMS Pixel Tracker am nächsten am Point of Interaction (IP) – dem Kollisionspunkt zwischen Protonenstrahlen. Im Kern des Detektors rekonstruiert er die Flugbahnen von Elektronen, Myonen und elektrisch geladenen hochenergetischen Hadronen sowie den Zerfall sehr kurzlebiger Teilchen, wie Teilchen mit "b"-Quarks. Diese Zerfälle werden unter anderem genutzt, um die Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie zu untersuchen.
Pixel Tracker besteht aus konzentrischen Schichten und Ringen von 1.800 kleinen Siliziummodulen.
Jedes dieser Module enthält etwa 66.000 einzelne Pixel für insgesamt 120 Millionen. Die winzige Pixelgröße (100 × 150 µm2) ermöglicht eine genaue Messung der Flugbahn eines Partikels, das den Detektor passiert, und seines Ursprungs mit einer Genauigkeit von etwa 10 µm (Mikrometer, 10-6 m).
Aufgrund seiner Lage sehr nahe am IP leidet Pixel Tracker stark unter Strahlungsschäden durch Partikelkollisionen. In der innersten Schicht, nur 2,9 cm von der Strahlröhre entfernt, passieren pro Sekunde etwa 600 Millionen Teilchen einen Quadratzentimeter des Detektors. Die niedrige Temperatur trägt dazu bei, den Pixel Tracker vor dieser hohen Strahlung zu schützen (er wird bei -20 ° C gehalten), es treten jedoch einige Schäden auf.
Um dieses Problem zu beheben, wurde der Subdetektor im Reinraum, in dem er nach der Entnahme gelagert wurde, umfangreichen Reparaturen und Upgrades unterzogen. Seine Konstruktion wurde verbessert und seine innerste Schicht wurde ersetzt. Anschließend wurde der Melder wieder in die Mitte des CMS-Detektors eingebaut und ist nun bereit für die Inbetriebnahme.
Die endgültige Installation war die jüngste von vielen Errungenschaften der CMS Tracker-Gruppe, einer der größten Untergruppen der CMS-Kollaboration mit etwa 600 Mitgliedern aus über 70 beteiligten Institutionen in 19 Ländern.
2021-08-11 19:44:37
Autor: Vitalii Babkin