Ett av de största projekten på CERN -forskningscentret nära Genève - ATLAS -experimentet - håller på att uppgraderas. ATLAS spelade en avgörande roll för upptäckten av Higgsbosonet 2012. Med en längd på 46 meter och en diameter på 25 meter är ATLAS -detektorn således den största enheten i sitt slag som används vid en partikelaccelerator. Det är planerat att uppgradera ATLAS -detektorn från slutet av 2018 och framåt. Forskare vid Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) och CERN har utvecklat en första prototyp för denna strävan, som nu har installerats vid ATLAS-detektorn. Här registreras partikelkollisioner från Large Hadron Collider (LHC).

"Vår prototyp representerar en plan för framtida partikeldetektorer som ska produceras över hela världen för installation i ATLAS 2019/2020, " förklarade professor Matthias Schott, som utsågs till en Lichtenberg-professur i experimentell partikelfysik vid JGU 2013. Han och hans arbetsgrupp har samarbetat med sina kollegor vid CERN i flera år kring utvecklingen av denna banbrytande prototyp.

ATLAS -experimentet är en av de fyra huvudsakliga partikeldetektorerna vid LHC. Det var speciellt utformat för att studera de grundläggande komponenterna i materia och för att lära sig mer om Higgs boson. ATLAS-detektorns myonspektrometer spelar en central roll här eftersom den detekterar och mäter myoner som kan skapas av Higgs-bosonens förfall. Muondetektorerna är monterade i tre lager på båda yttre sidorna av den cylinderliknande ATLAS-detektorn. Det innersta lagret, känd som det lilla hjulet, ska ersättas av innovativa mikrostrukturgasdetektorer som en del av uppgraderingsprojektet. Dessa så kallade Micromegas-detektorer använder en teknik som nyligen utvecklats och ännu inte har använts i så stora projekt. "De flera lagren av de nya små hjulen med sina 10 meter i diameter kommer att ge en aktiv detektoryta på 2500 kvadratmeter och kommer därmed att kunna täcka ett brett spektrum av hela muonspektret, "tillade Schott.

Professor Matthias Schott och hans team testade först prototypdetektorn i Mainz Microtron MAMI, en partikelaccelerator som ligger på JGU -campus, innan du installerar den vid ATLAS-experimentets myonspektrometer. Testerna har pågått i flera veckor och hittills verkar allt planera. "Vi har nått en milstolpe och resultaten från våra första tester är verkligen mycket lovande, "Avslutade Schott.

De Mainz-baserade fysikerna är redan övertygade om att det kommer att vara möjligt att framgångsrikt slutföra det stora uppgraderingsprojektet 2018 baserat på detta mästerverk av teknik. De som arbetar med New Small Wheel (NSW) kommer att vara universiteten i Freiburg, München, Würzburg, och Mainz, partnerinstitut i Frankrike, Grekland, Italien, och Ryssland samt forskare vid CERN. Under de kommande åren, Professor Matthias Schott och hans team kommer att kunna lita på stort stöd från detektorlaboratoriet för Cluster of Excellence 'Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter "(PRISMA) vid Mainz University. Flera miljoner euro ska investeras i projektet som helhet. Uppgraderingsarbetet är planerat att vara klart 2021 så att ATLAS sedan kan spela in ännu mer data än någonsin tidigare från vanligare partikelkollisioner, ger därmed nya insikter om materiens grundläggande byggstenar.