Österreichische Forscher wollen neue Detektoren für das CERN liefern

26. April 2016, 13:15
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ÖAW-Institut für Hochenergiephysik und Infineon arbeiten an Siliziumdetektoren, die künftig an Messgeräten des LHC eingesetzt werden könnten

Wien – Im Jahr 2025 müssen die Detektoren am Teilchenbeschleuniger LHC am Europäischen Labor für Teilchenphysik CERN generalüberholt werden. Dabei werden an den beiden Messgeräten ATLAS und CMS Zehntausende Siliziumdetektoren ersetzt. Seit mehr als fünf Jahren arbeiten Physiker der Akademie der Wissenschaften (ÖAW) gemeinsam mit Infineon Österreich an neuen Sensoren, die dabei zum Einsatz kommen sollen.

Am LHC werden Protonen oder Bleikerne auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann zur Kollision gebracht. Das Hauptziel ist dabei die Erzeugung noch unbekannter Elementarteilchen. Mittels riesiger Detektoren werden die Spuren der Teilchen, die in den Kollisionen entstanden sind, aufgezeichnet, aus Daten wie etwa zur Krümmung und der Flugdauer wird auf ihre Eigenschaften geschlossen. Die Messgeräte sind seit Jahren in Betrien und müssen bei der Generalüberholung teilweise ausgetauscht werden, sagte Jochen Schieck, Vorstand des ÖAW-Instituts für Hochenergiephysik (HEPHY) in Wien.

Österreichische Kooperation

Die Forscher am CERN prüfen derzeit, wer die hohen Anforderungen für die neuen Siliziumdetektoren erfüllen und sie in der notwendigen Stückzahl produzieren kann. Immerhin werden Zehntausende dieser Bausteine benötigt, die bisher von einem einzigen Unternehmen aus Japan geliefert wurden.

Die HEPHY-Wissenschafter haben nun in Kooperation mit Infenion einen acht Zoll großen Sensorchip entwickelt, der sich kostengünstiger als die bisherigen sechs Zoll großen Sensoren herstellen lässt, robuster gegenüber der kontinuierlichen Bestrahlung ist und dadurch weniger schnell altert. "Wir sind sicher, im kommenden Jahr zeigen zu können, dass wir solche Sensoren produzieren können", sagte Schieck.

Infineon liefert dabei die Silizium-Halbleiter mit Strukturen, welche vom HEPHY entworfen und anschließend getestet werden. Diese Sensoren werden am HEPHY "veredelt", also mit Auslesechips, Trägerstruktur, Kühlung etc. versehen. Sollten die österreichische Kooperation den Auftrag erhalten, wartet viel Arbeit auf sie, schließlich soll die Sensorfläche von derzeit 200 auf künftig 1.000 Quadratmeter erweitert werden. (red, 26.4.2016)

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