Wuppertaler Physiker koordiniert Betrieb des weltgrößten Pixeldetektors

22.09.2010

Wuppertaler Physiker koordiniert Betrieb des weltgrößten Pixeldetektors

Der Wuppertaler Physiker Dr. Dominic Hirschbühl koordiniert seit 1. September den Betrieb des ATLAS-Pixel-Detektors am Large Hadron Collider (LHC) des Europäischen Zentrums für Elementarteilchenphysik (CERN) in Genf. In Wuppertal wurde ein Großteil der Komponenten des innersten Detektorteils von ATLAS gebaut. Den Betrieb des Detektors gewährleistet eine Gruppe von 50 Physikern, die von allen am Pixeldetektor beteiligten Instituten aus aller Welt kommen. Die Leitung dieser Gruppe wurde jetzt Dr. Hirschbühl übertragen.

Kontrollzentrum am CERN: Dr. Dominic Hirschbühl (vorn, sitzend) ist jetzt Chef einer großen Physikergruppe. Kontrollzentrum am CERN: Dr. Dominic Hirschbühl (vorn, sitzend) ist jetzt Chef einer großen Physikergruppe.Klick auf das Foto: Größere Version (2362 x 1572 pix; 1,15 MB)

Am LHC werden Protonen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Teilchenpakete von jeweils 100 Milliarden Protonen fliegen durch zwei getrennte Strahlrohre und werden durch starke Magnetfelder auf einer 27 Kilometer langen Umlaufbahn gehalten. An vier Punkten des Ringbeschleunigers werden die Protonenstrahlen zur Kollision gebracht. Bei einem Zusammentreffen zweier Protonenpakete reagieren aber immer nur einige wenige Protonen miteinander, der Rest der zusammenprallenden Strahlen durchdringt einander ohne Wechselwirkung. Bei einer Kollisionsreaktion entstehen aufgrund der hohen Energie hunderte oder gar tausende neuer Teilchen, die vom Kollisionspunkt in alle möglichen Richtungen wegfliegen. Um genau zu rekonstruieren, was bei der Kollision geschieht, müssen diese Kollisionsprodukte exakt vermessen werden. Diese Aufgabe erfüllen hausgroße Messinstrumente, die Teilchendetektoren.

Einer der vier Detektoren ist ATLAS. Dieser Pixeldetektor besteht aus 1744 Siliziumsubstraten, die in 50 x 400 Mikrometer kleine Pixel unterteilt sind. Die feine Strukturierung bietet die Möglichkeit, die Flugbahnen elektrisch geladener Kollisionsteilchen von einander zu trennen und sehr genau zu vermessen. Insgesamt besitzt der Pixeldetektor 80 Millionen Pixel, ähnlich viel wie eine moderne Digitalkamera. Die besondere Leistung besteht darin, 40 Millionen Aufnahmen pro Sekunde zu machen! Die Auslese des Detektors ist daher eine besondere Herausforderung, die von dem in Wuppertal mitentwickelten optischen Auslesesystem gemeistert wird. Die Datennahme läuft rund um die Uhr, so dass die Funktionsfähigkeit des Pixeldetektors durchgehend sichergestellt sein muss.

Dr. Dominic Hirschbühl (34) stammt aus Süddeutschland, hat in Bad Wildbad Abitur gemacht und in Karlsruhe Physik studiert und promoviert. Neben seiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Experimentelle Kernphysik der Universität Karlsruhe absolvierte er per Fernstudium an der Universität Kaiserslautern ein Master-Studium in Medizinphysik. Seit Anfang 2009 gehört er zum Team der Teilchenphysiker der Bergischen Universität.

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