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Large Hadron Collider에 성공적으로 설치된 Pixel Tracker 부검출기

Large Hadron Collider에 성공적으로 설치된 Pixel Tracker 부검출기

2년 이상의 유지 관리 및 업그레이드 끝에 Pixel Tracker 하위 감지기가 LHC(Large Hadron Collider) 소형 뮤온 솔레노이드(CMS) 감지기의 중앙에 설치되었으며 이제 시운전 준비가 되었습니다.

모든 부검출기 중에서 CMS 픽셀 추적기는 양성자 빔 간의 충돌 지점인 상호 작용 지점(IP)에 가장 가깝습니다. 검출기의 핵심에서 전자, 뮤온 및 전기적으로 충전된 고에너지 강입자의 궤적과 "b" 쿼크를 포함하는 입자와 같이 수명이 매우 짧은 입자의 붕괴를 재구성합니다. 이러한 붕괴는 무엇보다도 물질과 반물질의 차이점을 연구하는 데 사용됩니다.

Pixel Tracker는 1,800개의 작은 실리콘 모듈로 구성된 동심 레이어와 링으로 구성됩니다.

이러한 각 모듈에는 총 1억 2천만 개에 대해 약 66,000개의 개별 픽셀이 포함되어 있습니다. 작은 픽셀 크기(100 × 150 μm2)로 약 10 μm(마이크로미터, 10-6 m)의 정확도로 검출기를 통과하는 입자의 궤적과 그 원점을 정확하게 측정할 수 있습니다.

Pixel Tracker는 IP에 매우 가까운 위치에 있기 때문에 입자 충돌로 인한 방사선 손상을 크게 받습니다. 광선관에서 불과 2.9cm 떨어진 가장 안쪽 층에서는 초당 약 6억 개의 입자가 검출기의 1제곱센티미터를 통과합니다. 낮은 온도는 Pixel Tracker를 이 높은 복사로부터 보호하는 데 도움이 되지만(-20°C로 유지됨) 약간의 손상이 발생합니다.

이 문제를 해결하기 위해 부검출기는 회수 후 보관되었던 클린룸에서 광범위한 수리 및 업그레이드를 거쳤습니다. 구조가 개선되었으며 가장 안쪽 레이어가 교체되었습니다. 그런 다음 감지기는 CMS 감지기 중앙에 다시 설치되었으며 이제 시운전 준비가 되었습니다.

최종 설치는 19개국의 70개 이상의 기관에서 약 600명의 회원이 참여하는 CMS 협력의 가장 큰 하위 그룹 중 하나인 CMS Tracker 그룹의 많은 성과 중 가장 최근의 것입니다.


2021-08-11 19:44:37

작가: Vitalii Babkin

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