Detektorentwicklung

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Oliver Pooth

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Für den Betrieb am HL-LHC wird der innere Silizium-Spurdetektor erneuert werden. Die Arbeiten für den geplanten Einbau im Jahr 2023 laufen bereits auf Hochtouren. Wir arbeiten an sogenannten 2S-Detektormodulen, deren sensitiver Bereich zwei Siliziumstreifensensoren sind. Ein wichtiger Aspekt der Arbeiten wird auf dem Wirebonding liegen, der elektrischen Verbindung zwischen den Siliziumstreifen und der Ausleseelektronik.

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigte sich in den vergangen Jahren mit der Entwicklung neuartiger Teilchendetektoren, basierend auf schnellen Szintillatormaterialien, die mit Silizium-Photomultipliern ausgelesen werden. Silizium-Photomultiplier (SiPMs) ersetzen in vielen Bereichen herkömmliche Photomultiplier-Röhren. Auch im CMS Experiment finden sie Anwendung z.B. im Hadron Outer Calorimeter. Die Signale dieser im LongShutdown 1 aufgerüsteten Detektorkomponenten wollen wir frühzeitig in die Triggerentscheidung einfließen lassen. Dieser Muon Track fast Tag, MTT, soll es ermöglichen, die Spurinformationen hochenergetischer Myonen zur Triggerentscheidung zu verwenden.

Zudem studierten wir eine mögliche zusätzliche Detektorkomponente des CMS-Detektors beim Betrieb am geplanten HL-LHC (high luminosity LHC). Die Arbeiten im MTT-Projekt für den HL-LHC liegen im Bereich der Prototyp-Entwicklung. Mehrere Prototyp-Detektoren für das MTT-Projekt sind bislang erfolgreich in Betrieb genommen und in Testbeam Experimenten getestet worden. Aus diesen Arbeiten heraus haben sich Spin-Off Projekte ergeben, z.B. die Radiographie schneller Neutronen.

Mögliche Abschlussarbeiten

Historisches:

In den vergangenen Jahren lagen unsere Hauptziele in den folgenden Bereichen. Im Rahmen des CMS Silizium-Trackers beschäftigte sich unsere Detektorgruppe mit drei Hauptthemen

  • Betrieb und Optimierung der Leistung des Siliziumstreifen-Spurdetektors
  • Untersuchung von möglichen Fehlerszenarien und deren Auswirkung auf die Datenqualität
  • Verbesserung des particle flow Jet-Algorithmus

Vor der Inbetriebnahme des CMS Trackers haben wir wesentlich zum Bau und zur Inbetriebnahme beigetragen:

  • Modulqualifikation mit dem ARC System
  • Integration von Modulen auf Detektorsubstrukturen (Petal-Integration)
  • Betrieb des Silizium Spurdetektors