Cern

Operation am Herzen

Das Herzstück im CMS-Detektor des Teilchenbeschleunigers LHC am Cern ist am Donnerstag ausgetauscht worden. Beteiligt an der Entwicklung des neuen Pixeldetektors waren auch die Teilchenphysiker Florencia Canelli und Ben Kilminster vom Institut für Physik der UZH.

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Detektor
Detektor
Der riesige CMS-Detektor (Compact Muon Solenoid), im Zentrum sind zwei Techniker sichtbar. (Bild: Max Brice/Cern)

Zurzeit ist der 27 Kilometer lange Teilchenbeschleuniger LHC (Large Hadron Collider) ausser Betrieb und wird auf Vordermann gebracht. Das ermöglicht es den Physikern, die gewaltigen Detektoren mit noch präziseren Nachweisgeräten für die Teilchenkollisionen aufzurüsten. In einer minutiös vorbereiteten Operation haben am Donnerstag Wissenschaftler, Techniker und Fachleute das Herzstück des riesigen CMS Detektors ausgetauscht und eine neue Pixelkamera eingesetzt.

Die Kamera befindet sich im Zentrum des gewaltigen Detektors, der 21 Meter lang und 15 Meter hoch ist und 14000 Tonnen wiegt. Die neue 124 Megapixel Gerät ist im Vergleich dazu winzig, aber sie wird noch präzisere Aufnahmen der kollidierenden Protonen aufnehmen können als die bisherige 16 Megapixel-Kamera. Sie hat die während der ersten Betriebsjahre Aufnahmen der Teilchenzerfälle registriert. Der neue Pixeldetektor kann 40 Millionen (!) Bilder pro Sekunde registrieren und entsprechend kurzlebige Teilchen nachweisen.

Entwicklungsarbeiten an der UZH

Beteiligt an der Nach- und Aufrüstung waren unter anderem auch Florencia Canelli, Gruppenleiterin am Physik-Institut und Ben Kilminster, der ebenfalls eine Gruppe zur experimentellen Teilchenphysik leitet. Sie erforschen am CMS das Higgs Boson und die Zusammenhänge mit anderen Teilchen wie dem Topquark. Das Higgs Boson wurde am Cern vor rund fünf Jahren erstmals nachgewiesen, 2013 gab es für diesen Meilenstein einen Physik-Nobelpreis. Für den Bau des neuen Pixeldetektors haben die beiden UZH-Gruppen wichtige Entwicklungsarbeiten geleistet. So haben sie unter anderem Teile der Sensoren zusammengesetzt und getestet. An den Arbeiten waren neben den Gruppenleitern Doktoranden, Postdocs, Ingenieure und Techniker des Physik-Instituts beteiligt.  

Bevor Canelli und Kilminster sowie ihre Kollegen und Kolleginnen anderer Hochschulen wieder neue Daten im CMS registrieren können, müssen die Wartungsarbeiten am Teilchenbeschleuniger noch beendet werden. Erst danach kann der Beschleuniger langsam hochgefahren werden und Protonen bis zu einer Energie nahe der Lichtgeschwindigkeit in Fahrt bringen. Anfang Mai soll es wieder losgehen.

Pixeldetektor
Pixeldetektor
Teile des Pixeldetektors im Kern des CMS. (Bild: Max Brice/Cern)

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