Compact Muon Solenoid

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Large Hadron Collider (LHC) Anordnung der verschiedenen Beschleuniger und Detektoren des LHC
Anordnung der verschiedenen Beschleuniger und Detektoren des LHC
Detektoren
  Teilweise aufgebaut:
Vorbeschleuniger

Das Compact-Muon-Solenoid-(CMS)-Experiment ist ein Teilchendetektor am Large Hadron Collider (LHC) am CERN in der Schweiz. Der Standort des Experiments ist eine unterirdische Halle im Beschleunigerring bei Cessy in Frankreich, kurz hinter der Grenze bei Genf.

Vakuum-Tank des CMS

Die Hauptziele des Experiments sind:

Die Gruppe umfasst etwa 3200 Personen aus 200 wissenschaftlichen Instituten.[1]

Der Name des Detektors beschreibt sein Design:

Letzterer ermöglicht – wie bei den meisten anderen Detektoren – die Bestimmung des Verhältnisses von Ladung zu Masse durch Messung der Krümmung der Teilchenspur im Magnetfeld, ähnlich wie bei einem Massenspektrometer.

Sprecher des Experiments ist zurzeit (2012) Joe Incandela (University of California, Santa Barbara) und waren davor Michel Della Negra (Imperial College London), Tejinder Virdee (Imperial College London) und Guido Tonelli (Pisa). 2012 war die CMS-Kollaboration zusammen mit der unabhängig arbeitenden zweiten großen Kollaboration ATLAS an der Entdeckung eines neuen Bosons beteiligt, das mit dem Higgs-Boson kompatibel ist. Die genauen Eigenschaften müssen noch weiter erforscht werden.

Aufbau[Bearbeiten]

Der CMS-Detektor ist in mehreren Schichten aufgebaut, die eine präzise Vermessung aller bei den Proton-Kollisionen entstehenden Teilchen erlauben.

Von innen nach außen besteht der Detektor aus folgenden Komponenten:

  • Einem Silizium-Pixeldetektor, d. h. einem Halbleiterdetektor, welcher sehr kleine Siliziumstrukturen zum Nachweis geladener Teilchen verwendet. Die Ortsauflösung liegt im Bereich von 0,01 mm.
  • Einem Silizium-Streifendetektor, der genau wie der Pixeldetektor Silizium als Nachweismaterial benutzt, allerdings mit einer schlechteren - absolut aber immer noch sehr guten - Ortsauflösung von deutlich besser als 0,1 mm.
  • Einem elektromagnetischen Kalorimeter mit Bleiwolframat-Kristallen zum Nachweis von Photonen und Elektronen (bzw. Positronen)
  • Einem hadronischen Kalorimeter mit Messing-Platten, die sich mit Lagen von Szintillatoren abwechseln, um Hadronen wie Protonen, Pionen oder Kaonen vermessen zu können.
  • In dem Rückführjoch der Magnetspule befinden sich Myon-Kammern, die speziell auf den Nachweis von Myonen ausgelegt sind.
Querschnitt senkrecht zur Strahlachse durch die Struktur des CMS. Grün: elektromagnetisches Kalorimeter, gelb: Hadronkalorimeter, grau: Magnet, rot: Eisen, blassrot: Myondetektor
Kaverne für die Installation des Detektors
Endkappen des Eisenjochs des Detektormagneten

Zusammenbau[Bearbeiten]

Der Detektor wurde zunächst weitgehend an der Oberfläche zusammengebaut und getestet und anschließend in Einzelteilen in die Kaverne herabgelassen. Das Herablassen der großen Teile wurde am 22. Januar 2008 abgeschlossen.

Die Substrukturen des Silizium-Spurdetektors wurden auf dem CERN-Gelände zusammengefügt und getestet. Der Transport nach Cessy wurde im Dezember 2007 durchgeführt.[3]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Compact Muon Solenoid – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Liste der beteiligten Personen und Institute, abgerufen am 18. April 2011
  2. The Compact Muon Solenoid Experiment http://www.stfc.ac.uk/, Science & Technology. Abgerufen am 18. Oktober 2014.
  3. Meldung in der CMS Times