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- CERN
| Large Hadron Collider (LHC)
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| Detektoren des LHC | |
| Vorbeschleuniger des LHC |
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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.
Die Hauptziele des Experiments sind:
- die Entdeckung des Higgs-Bosons
- die Suche nach Hinweisen auf Supersymmetrie
- das Studieren der Kollision schwerer Ionen.
Die Gruppe umfasst etwa 3200 Personen aus 200 wissenschaftlichen Instituten.[1]
Der Name des Detektors beschreibt sein Design:
- seine relativ geringe Größe (Zylinderform, 21 m lang, 16 m Durchmesser, ca. 12.500 Tonnen)
- seine besondere Fähigkeit Myonspuren zu erkennen
- seinen starken Solenoidmagneten (13 m lang, 6 m Durchmesser, Flussdichte der gekühlten supraleitende Niob-Titan-Spule max. 4 Tesla).
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
Der CMS-Detektor ist in mehreren Schichten aufgebaut, die eine präzise Vermessung aller bei den Proton-Kollisionen entstehenden Teilchen erlaubt. 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 Ortauflösung 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 - Ortauflösung 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.
Zusammenbau
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.[2]
Weblinks
Commons: Compact Muon Solenoid – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien- CMS Hauptseite
- CMS auf weltmaschine.de - der offiziellen Webseite der deutschen LHC-Forscher
- Ausführlicher Artikel zum CMS auf Welt der Physik (deutschsprachig)
- Aufbau des CMS-Detektors (deutschsprachig)
- Bötig, Ingo: Die Geburt oder der Untergang der Welt? (nicht mehr online verfügbar) bei tagesschau.de, 16. August 2008
Einzelnachweise
- ↑ Liste der beteiligten Personen und Institute, abgerufen am 18. April 2011
- ↑ http://cmsinfo.cern.ch/outreach/CMSTimes.html CMS Times
