. .

ATLAS ITk

Upgrade des ATLAS Pixeldetektors

Der Pixeldetektor ist Teil des Inner Tracker und ist der innerste Subdetektor des am CERN in Genf befindlichen ATLAS Experiments. Da der LHC bald ein Luminositäts-Upgrade (HL-LHC) erhalten wird, müssen unterschiedliche ATLAS-Subdetektoren während des sog. LHC Phase-II Upgrade ersetzt werden, sodass der ATLAS-Detektor der erhöhten Luminosität von bis zu 7.5 x 1034 cm-2s-1 standhalten wird.

Der neue Pixeldetektor des neuen ATLAS Inner Tracker (ITk, Abb. 1) wird aus fünf zentralen Schichten ("barrel layers") sowie einigen Abschlusskappen-Scheiben ("end-cap disks") bestehen. Etwa 10 000 Pixel-Module, welche eine Fläche von insgesamt 14 m2 abdecken werden, werden im Pixeldetektor installiert. Jedes dieser Pixel-Module setzt sich aus etwa 600 000 einzelnen Pixeln zusammen. Dieses Design ermöglicht eine präzise Messung und Rekonstruktion der Trajektorien geladener Teilchen, welche in den Kollisionen erzeugt werden.

ATLAS Inner Tracker
Abb. 1: Der ATLAS Inner Tracker (ITk) für den HL-LHC, mit dem Pixeldetektor als innerster Subdetektor

 

 

Im Vergleich zum derzeit installierten ATLAS Inner Detector wird der ATLAS ITk eine um etwa fünffach erhöhte Anzahl an Pixel-Modulen und eine um ca. achtmal größere aktive Fläche aufweisen. Die Gesamtanzahl an Pixeln wird hierbei von etwa 92 Millionen auf ungefähr 5 Milliarden ansteigen. Durch diesen Anstieg wird eine deutliche Verbesserung bei der Detektion and Rekonstruktion der Teilchenspuren erreicht werden. Des Weiteren wird der ATLAS ITk aufgrund der erhöhten Anzahl an Pixeln ("Granularität") der hoch-radioaktiven Umgebung des HL-LHC standhalten können.

Während der Design-Phase der ATLAS ITk Pixel-Module war unsere Gruppe am Design und der Fertigung des flexiblen PCBs ("Flex") für den Prototypen des Hybrid-Moduls, bestückt mit FE-I4B-Chips, beteiligt. Weitere Informationen zu den Siegener Flex-Entwicklungsaktivitäten sind hier verfügbar.

Seit Kurzem befinden wir uns in der Produktions-Phase von ATLAS ITk Pixel-Modulen. In Siegen werden wir etwa 200 Pixel-Module bauen und testen. Darüber hinaus werden wir die Qualität aller 2000 Flexe testen, welche für den deutschen Produktionscluster zum Bau von 2000 Pixel-Modulen benötigt werden. Neben Siegen sind Bonn und Göttingen weitere Mitglieder des deutschen Produktionsclusters. Weitere Informationen zu dem aktuellen Modulbau in Siegen sind hier verfügbar.