Das ATLAS-Myonsystem

Myonen sind eine den Elektronen verwandte Teilchenart. Sie entstehen aus den Zerfällen von Teilchen, die bei der Kollision von Protonen im Zentrum des ATLAS-Detektors erzeugt werden. Die Signale der Myonen liefern Rückschlüsse, welche Teilchen aus dem Zusammenprall der Protonen hervorgegangen sind.

Dafür nutzen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Myonspektrometer. Es ist der äußerste Teil des ATLAS-Detektors und misst mit hoher Genauigkeit die Energie und Richtung der Myonen. Die Teilchen werden dazu in einem starken Magnetfeld abgelenkt, das von riesigen, supraleitenden Magnetspulen erzeugt wird. Durch die genaue Auswertung unter anderem der Myonspuren ist es den Wissenschaftlerinnen und den Wissenschaftlern gelungen, das lang gesuchte Higgs Boson zu entdecken.

Um die Myonspuren zu vermessen, verwenden die Physiker so genannte Myon-Driftrohr-Kammern (MDT). Diese bestehen aus mehreren Lagen von Driftrohren, die mit einem Gasgemisch aus Argon und Kohlendioxid gefüllt sind. Durch Reaktionen mit den Argon-Atomen hinterlassen die Myonen in den Driftrohren Spuren. Mittels einer zwischen Rohrwand und einem zentralen Zähldraht anliegenden Hochspannung von etwa 3.000 Volt werden diese Spuren in elektronische Signale umgewandelt und registriert.

Das Myonspektrometer ist auch für die enorme Größe des ATLAS-Detektors verantwortlich: Mit rund 1.150 MDT-Kammern und mehr als 350.000 Driftrohren misst es die Durchtrittsorte der Myonen über eine Gesamtfläche von der Größe eines Fußballfelds – auf wenige Hundertstel Millimeter genau. Die Kammern wurden im Institut entwickelt und zu einem großen Teil dort konstruiert. Alle Kammern wurden in den Jahren 2005 und 2006 in der ATLAS-Kaverne installiert.

Myonkammern für die Zukunft

Die Entdeckung des Higgs-Bosons war ein großer Schritt für die Teilchenphysik. Allerdings wollen  die Physiker am ATLAS-Experiment den Teilchenkollisionen weitere, spannende Erkenntnisse entlocken. Dafür brauchen sie mehr Daten, also auch mehr Zusammenstöße von Protonen.

In den kommenden  Jahren wird der LHC daher nachgerüstet. Am modernisierten High Luminosity (HL)-LHC werden in kürzerer Zeit deutlich mehr Protonenpakete als bisher beschleunigt und zur Kollision gebracht.  Wegen der höheren Bestrahlung müssen auch die Komponenten des ALTAS-Detektors aufgerüstet werden. Dafür entwickelt das MPP derzeit ein neues, verbessertes Design der Myonkammern sowie neue elekronische Bauteile. 

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Abovyan, Sergey abovyan 503 A.2.15
Akbiyik, Melike, Dr. Visiting Scientist makbiyik 503 A.2.15
Bangaru, Nayana Student bangaru 240 A.2.15
Bethke, Siegfried, Prof. Dr. Director bethke 381 A.2.05
Buchin, Daniel PhD Student dbuchin 376 A.2.21
Cieri, Davide, Dr. Senior Scientist dcieri 226 A.2.10
Cuppini, Elena PhD Student cuppini 376 A.2.21
Fallavollita, Francesco, Ph.D. Postdoc fallavol 256 A.3.01
Grewe, Simon PhD Student grewe 358 A.2.19
Holzbock, Michael, Dr. Postdoc holzbock 376 A.2.23
Kado, Marumi, Prof. Dr. Director kado 382 A.2.45
Kortner, Oliver, PD Dr. Senior Scientist kortner 240 A.2.12
Kortner, Sandra, Dr. Senior Scientist sandra 288 A.2.14
Kroha, Hubert, Prof. Dr. Senior Scientist kroha 435 A.2.29
Maly, Pavel, Ph.D. Engineering pmaly 385 B.2.FL2
Meier, Nick Student meiernic 240 A.2.15
Proto, Giorgia, Dr. Postdoc proto 559 A.3.01
Reed, Alice PhD Student reed 220 A.2.19
Resende, Francisco Student resendef A.2.23
Richter, Robert, Dr. Senior Scientist richterr 358 A.1.15
Schielke, Anja Secretary schielke 299 A.2.47
Soyk, Daniel Engineering soyk 374 B.2.FL2
Voevodina, Elena, Dr. Postdoc voevodin 559 A.2.23
Zimmermann, Jörg Engineering joergzim 446 B.2.35

Sergey Abovyan, Yerevan
Varuzhan Danielyan, Yerevan
Dr. Sebastian Nowak, Wien

F. Bauer, W. Blum, U. Bratzler, H. Dietl, S. Kotov, H. Kroha, Th. Lagouri, A. Manz, A. Ostapchuk, R. Richter, S. Schael, S. Chouridou, M. Deile, O. Kortner, A. Staude, R. Stroehmer, T. Trefzger
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