"En centimeter till, sa chefsteknikern, under drift av det hydrauliska domkraftssystemet den 14 augusti. 5-m-diametern, 5 m lång cylindrisk detektor glider försiktigt in i parkeringsläget, 56 meter under marken i ALICE-grottan vid LHC Point 2, där den kommer att stå ett tag. Denna operation kulminerar den många år långa uppgraderingen av ALICE:s Time Projection Chamber (TPC), den stora spårningsenheten av LHC:s tunga jonspecialist.

ALICE TPC är en stor, gasfylld cylinder med ett hål i mitten – för att rymma såväl kiselföljaren som strålröret – där laddningen som produceras av joniserande strålning projiceras på detektorer som är anordnade i de två ändplattorna. Dessa detektorer brukade vara proportionella kammare med flera trådar, 72 totalt, som nu har ersatts av detektorer baserade på gaselektronmultiplikatorer (GEM), en mikromönsterstruktur som utvecklades på CERN för 20 år sedan. Dessa nya enheter, tillsammans med ny avläsningselektronik som har ett kontinuerligt avläsningsläge, kommer att tillåta ALICE att registrera informationen för alla spår som produceras vid kollisioner med bly och ledning med hastigheter på 50 kHz, producerar data med en svindlande hastighet av 3,5 TB/s. Den genomsnittliga belastningen på kamrarna under dessa förhållanden förväntas vara så hög som 10 nA/cm², och GEM-detektorerna klarar av detta. Men kommer dessa nya enheter att fungera lika bra som sina föregångare?

För att svara på denna fråga, flera år av intensiv forskning och utveckling var nödvändig, eftersom det stora antalet positiva joner som produceras vid detektorerna skulle leda till alltför stora spårförvrängningar. Detta, kombinerat med nödvändigheten av att hålla utmärkt energiförlustupplösning (dE/dx) för partikelidentifiering, och den absolut nödvändiga robustheten mot utsläpp, utgjorde en spännande utmaning som ledde till en ny konfiguration av GEM-baserade detektorer.

När tillverkningen av över 800 GEM -folier ägde rum på CERN PCB -verkstaden, de nya kamrarna och elektroniken byggdes och testades noggrant runt om i världen – en ganska logistisk övning. ALICE-teamet fortsatte med de sista stegen i uppgraderingsprocessen under den pågående andra långa avstängningen av CERNs acceleratorkomplex (LS2). Först, TPC extraherades från den underjordiska grottan och fördes, inuti dess blå ram, till ett stort rent rum på ytan. Kranar, domkrafter och en enorm lastbil användes för försiktiga transporter. Kammarbytet, elektronikinstallation och tester med lasersystem, kosmiska strålar och röntgenstrålar tog över ett år. I juli 2020, TPC:n förklarades redo för att återinstalleras i grottan. Kranar, lastbil och domkrafter igen.

ALICE uppnådde en stor milstolpe med slutförandet av TPC-uppgraderingen, efter många år av intensiv FoU, konstruktion och montering. I slutet av 2020, alla tjänster kommer att vara anslutna och fulla, uppgraderad TPC kommer att drivas och tas i drift tillsammans med alla andra detektorer i experimentet. Den verkliga spänningen kommer att vara när de första kollisionerna efter LS2 från LHC levereras.