Der Innendetektor ist das erste Instrument, das die Zerfallsprodukte der Proton-Proton Kollisionen aufzeichnet. Er misst die Richtung, den Impuls und die Ladung von elektrisch geladenen Teilchen, die beim Zusammenstoß von Protonen erzeugt werden.
Der Innendetektor besteht von innen nach außen aus drei Systemen:
Silizium-Pixeldetektor
Silizium-Streifendetektor
Transition Radiation Tracker
Der Innendetektor misst die Flugbahnen der geladenen Teilchen, die bei den Protonkollisionen entstehen. Mit ihm lassen sich die Teilchenbahnen mit einer Präzision von einigen Mikrometern (tausendstel Millimeter) vermessen. Durch die Krümmung der geladenen Teilchen im Magnetfeld des Detektors lässt sich zudem ihr Impuls und damit ihre Energie bestimmen.
Der aktuelle Forschungsschwerpunkt liegt auf der Entwicklung neuer Pixeldetektoren, die in der nächsten Ausbaustufe des LHC-Beschleunigers bei ATLAS zum Einsatz kommen sollen.
Zusammenbau des inneren Detektors (Foto: CERN)
Aktuelle Forschung
Neue innerste Lage des Silizium-Pixeldetektors
Insertable B-Layer (Bild: ATLAS/CERN)
Der Insertable B-Layer (kurz IBL) ist die erste Erweiterung des Innendetektors: eine neue, vierte Pixeldetektorlage die auf einem neuen dünneren Strahlrohr montiert ist.
Im Vergleich zu den ursprünglichen Pixeldetektorlagen, hat der IBL eine erhöhte Segmentierung und Strahlenhärte der Pixelmodule, sowie einen verkleinerten Abstand zur Wechselwirkunszone der Protonstrahlen. Dadurch wird die ausreichende Präzision der Spurrekonstruktion auch über die ursprünglich geplante Spurdichte hinaus bis zum Austausch des gesamten Innendetektors um 2025 sichergestellt.
Die MPP-Gruppe hat zu mehreren entscheidenden Schritten zur Realisierung des IBL-Projektes beigetragen. Dazu gehörten Tests elektrischer Komponenten sowie die Erstellung und Montage mechanischer Bauteile für die neuartige CO2-Kühlung.
Erneuerung des Innendetektors
Um das Jahr 2025 wird der LHC Beschleuniger zu einer deutlich höheren Kollisionsrate ausgebaut. Parallel ist ein Austausch des gesamten Innendetektors geplant. Um die dabei benötigten Anforderungen zu erfüllen, entwickelt die MPP-Gruppe spezielle Sensoren und untersucht neuartige Verbindungstechnologien zwischen Sensoren und Auslesechips. In enger Zusammenarbeit mit dem Halbleiterlabor der MPG, Universitäten, der Fraunhofer-Einrichtung für Mikrosysteme und Festkörper-Technologien sowie Halbleiterunternehmen werden Prototypen hergestellt, intensiv getestet und weiterentwickelt.
Measurement of the top quark mass in the tt¯→dilepton channel from s√=8 TeV ATLAS data ATLAS Collaboration (Morad Aaboud (Oujda U.) et al.). Jun 7, 2016. 22 pp. Published in Phys.Lett. B761 (2016) 350-371 DOI: 10.1016/j.physletb.2016.08.042 e-Print: arXiv:1606.02179 [hep-ex] Cited by 12 records
Measurement of the top quark mass in the tt¯→ lepton+jets and tt¯→ dilepton channels using s√= TeV ATLAS data ATLAS Collaboration (Georges Aad (Marseille, CPPM) et al.). Mar 18, 2015. 35 pp. Eur.Phys.J. C75 (2015) no.7, 330 CERN-PH-EP-2015-050 arXiv:1503.05427 DOI: 10.1140/epjc/s10052-015-3544-0 Cited by 29 records
On the combination of correlated estimates of a physics observable Richard Nisius, Feb 17, 2014. 20 pp. Published in Eur.Phys.J. C74 (2014) no.8, 3004 arXiv:1402.4016 [physics.data-an] DOI: 10.1140/epjc/s10052-014-3004-2
First combination of Tevatron and LHC measurements of the top-quark mass ATLAS and CDF and CMS and D0 Collaborations, Mar 18, 2014. 34 pp. ATLAS-CONF-2014-008, CDF-NOTE-11071, CMS-PAS-TOP-13-014, D0-NOTE-6416, FERMILAB-TM-2582-E arXiv:1403.4427 [hep-ex] Detailed record - Cited by 353 records TopCite
Production and characterisation of SLID interconnected n-in-p pixel modules with 75 μm thin silicon sensors L. Andricek, M. Beimforde, A. Macchiolo, H.-G. Moser, R. Nisius, R.H. Richter, S. Terzo, P. Weigell, Oct 22, 2013, 14 pp. Nucl.Instrum.Meth. A758 (2014) 30-43 arXiv:1310.5854 [physics.ins-det] DOI: 10.1016/j.nima.2014.05.046
