Fysikere ved Mainz Universitet konstruerer prototype til ny komponent i ATLAS -detektoren

Et af de største projekter, der gennemføres på CERN -forskningscentret nær Genève - ATLAS -eksperimentet, er ved at blive opgraderet. ATLAS spillede en afgørende rolle i opdagelsen af ​​Higgs -bosonen i 2012. Med en længde på 46 meter og en diameter på 25 meter er ATLAS -detektoren således den største enhed af sin art, der bruges ved en partikelaccelerator. Det er planlagt at opgradere ATLAS -detektoren fra slutningen af ​​2018 og frem. Forskere ved Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) og CERN har udviklet en indledende prototype til dette forsøg, som nu er installeret på ATLAS -detektoren. Her registrerer det partikelkollisioner fra Large Hadron Collider (LHC).

"Vores prototype repræsenterer en plan for de fremtidige partikeldetektorer, der skal produceres i hele verden til installation i ATLAS i 2019/2020, "forklarede professor Matthias Schott, der blev udnævnt til et Lichtenberg -professorat i eksperimentel partikelfysik på JGU i 2013. Han og hans arbejdsgruppe har i flere år samarbejdet med deres kolleger på CERN om udviklingen af ​​denne banebrydende prototype.

ATLAS -eksperimentet er en af ​​de fire store partikeldetektorer ved LHC. Det var specielt designet til at studere de grundlæggende komponenter i stof og for at lære mere om Higgs -bosonen. ATLAS -detektors muonspektrometer spiller en central rolle her, da det detekterer og måler muoner, der kan skabes ved forfaldet af Higgs -bosonen. Muon-detektorerne er monteret i tre lag på begge ydre sider af den cylinderlignende ATLAS-detektor. Det inderste lag, kendt som det lille hjul, skal erstattes af innovative mikrostruktur gasdetektorer som en del af opgraderingsprojektet. Disse såkaldte Micromegas-detektorer anvender en teknologi, der blev udviklet for nylig og endnu ikke er blevet brugt i så store projekter. "De flere lag af de nye små hjul med deres 10 meter i diameter vil give et aktivt detektoroverfladeareal på 2500 kvadratmeter og vil således kunne dække en bred vifte af hele muonspektret, "tilføjede Schott.

Professor Matthias Schott og hans team testede først prototypedetektoren i Mainz Microtron MAMI, en partikelaccelerator placeret på JGU -campus, før du installerer det på muonspektrometeret i ATLAS -eksperimentet. Testene har været i gang i flere uger, og til dato ser alt ud til at være planlagt. "Vi har nået en milepæl, og resultaterne af vores første tests er virkelig meget lovende, "Sluttede Schott.

De Mainz-baserede fysikere er allerede overbeviste om, at det vil være muligt at gennemføre det store opgraderingsprojekt i 2018 baseret på dette mesterværk af teknologi. Dem, der arbejder på det nye lille hjul (NSW), vil være universiteterne i Freiburg, München, Würzburg, og Mainz, partnerinstitutter i Frankrig, Grækenland, Italien, og Rusland samt forskere ved CERN. I de kommende år, Professor Matthias Schott og hans team vil kunne stole på større støtte fra detektorlaboratoriet i Cluster of Excellence 'Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter "(PRISMA) ved Mainz University. Flere millioner euro skal investeres i projektet som helhed. Opgraderingsarbejdet planlægges afsluttet inden 2021, så ATLAS derefter kan registrere endnu flere data end nogensinde før fra hyppigere partikelkollisioner, og dermed give ny indsigt i materiens grundlæggende byggesten.