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Neue Detektor-Technologien für die Teilchenphysik – CALICE-Kollaboration trifft sich in München

Vom 9. bis zum 11. September treffen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der CALICE-Kollaboration am Max-Planck-Institut für Physik. In dem Projekt entwickeln Forscher neuartige Detektoren, die in künftigen Teilchenbeschleunigern zum Einsatz kommen sollen. Die Detektoren messen die Energie von Teilchenfragmenten, die bei Kollisionsexperimenten entstehen.

Testmessung am Fermilab in Chicago: Frank Simon am Kalorimeter der CALICE-Kollaboration (Foto: Reider Hahn/Fermilab)

Obwohl der LHC-Beschleuniger am CERN seine volle Leistung erst noch erreichen wird, denken Physiker bereits jetzt über mögliche Nachfolger nach. Ziel ist es, die Entstehung der Masse, das Rätsel der dunklen Materie im Universum sowie die Frage nach neuen Teilchen, Kräften und Dimensionen mit noch größerer Genauigkeit zu untersuchen.

Parallel zu neuen Beschleuniger-Konzepten tüfteln Wissenschaftler auch an den Detektoren der nächsten Generation, mit denen sich die Teilchenkollisionen analysieren lassen.

Mit den von CALICE entwickelten Kalorimetern können Teilchenschauer in bisher unerreichter Genauigkeit aufgezeichnet werden: Wenn hochenergetische subatomare Teilchen auf das Detektormaterial treffen, lassen sich die Zerfallsspuren zeitaufgelöst in allen drei Dimensionen verfolgen. So können die Forscher die Kollisionsereignisse besser rekonstruieren und auswerten.

 

Tests liefern wichtige Erkenntnisse

Bisher haben die an CALICE beteiligten Wissenschaftler Prototypen verschiedener Kalorimeter-Technologien getestet. Diese Experimente lieferten wertvolle Erkenntnisse: etwa darüber, wie die Teilchenschauer mit dem Detektormaterial wechselwirken - und welche Rückschlüsse dies auf die ursprünglichen Elementarteilchen zulässt.

Damit trägt CALICE neben der Entwicklung neuer Technologien auch dazu bei, die Simulation der LHC-Experimente sowie zukünftiger Teilchenphysik-Projekte zu verbessern.

CALICE-Technologien für Linearbeschleuniger

 

Die bisherigen Erfolge des CALICE-Projekts bilden die Grundlage, die Technologie der hochgranularen Kalorimeter gezielt für Linearbeschleuniger weiterzuentwickeln – ein mögliches Beschleunigermodell der Zukunft. So könnten sie zum Beispiel im International Linear Collider eingesetzt werden, der in Japan als Großprojekt der Grundlagenforschung im Gespräch ist.

Auch ein aktuelles Experiment, CMS am LHC-Beschleuniger, wird mit CALICE-Technologien nachgerüstet. Ziel ist es, CMS für die extrem hohe Kollisionsdichte fit zu machen, die der LHC in seiner „High Luminosity“-Phase ab 2025 erreichen wird.

Die von CALICE entwickelten Technologien finden auch in anderen Bereichen Anwendung, zum Beispiel bei bildgebenden Verfahren in der Medizin.

 

Kontakt:
Dr. Frank Simon
Max-Planck-Institut für Physik
Sprecher der CALICE Kollaboration
+49 89 32354-535
fsimon@mpp.mpg.de