Erstellt am 26. April 2016, 10:12

von APA Red

CERN-Detektoren künftig wohl mit Sensoren made in Austria. Im Jahr 2025 müssen die Detektoren am Teilchenbeschleuniger LHC am Europäischen Labor für Teilchenphysik CERN generalüberholt werden.

 |  NOEN, CERN

Dabei werden an den beiden Messgeräten ATLAS und CMS Zehntausende Siliziumdetektoren ersetzt. Seit mehr als fünf Jahren arbeiten Physiker der Akademie der Wissenschaften (ÖAW) gemeinsam mit Infineon Österreich an neuen Sensoren, die dabei zum Einsatz kommen sollen.

Am LHC werden Protonen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann zur Kollision gebracht. Dabei entstehen neue Teilchen. Mittels riesiger Detektoren werden die Spuren der Teilchen, die in den Kollisionen entstanden sind, aufgezeichnet und etwa aus der Krümmung und der Flugdauer auf ihre Eigenschaften geschlossen.

Die Messgeräte sind seit Jahren in Betrieb, aufgrund der Veränderung der Eigenschaften wegen der Alterung durch den ständigen Teilchenbeschuss müssen bei der Generalüberholung u.a. die Siliziumdetektoren ausgetauscht werden, sagte Jochen Schieck, Vorstand des ÖAW-Instituts für Hochenergiephysik (HEPHY) in Wien, zur APA.

Die Wissenschafter am CERN prüfen derzeit, wer die hohen Anforderungen für die neuen Sensoren erfüllen und sie in der notwendigen Stückzahl produzieren kann. Immerhin werden Zehntausende dieser Bausteine benötigt, die bisher von einem einzigen Unternehmen aus Japan geliefert wurden. Für ein europäisches Forschungszentrum wäre aber ein europäischer Zulieferer wünschenswert.

Und daran arbeiten die HEPHY-Wissenschafter in Kooperation mit Infineon seit Jahren. Sie haben jetzt einen acht Zoll großen Sensorchip entwickelt, der sich kostengünstiger als die bisherigen sechs Zoll großen Sensoren herstellen lässt, robuster gegenüber der kontinuierlichen Bestrahlung ist und dadurch weniger schnell altert. "Wir sind sicher, im kommenden Jahr zeigen zu können, dass wir gemeinsam mit Infineon solche Sensoren produzieren können, die unseren hohen Anforderungen entsprechen", sagte Schieck.

Infineon liefert dabei die Silizium-Halbleiter mit Strukturen, welche vom HEPHY entworfen und anschließend getestet werden. Diese Sensoren werden am HEPHY "veredelt", also mit Auslesechips, Trägerstruktur, Kühlung etc. versehen. Sollten die Österreicher den Auftrag erhalten, wartet viel Arbeit auf sie, schließlich soll die Sensorfläche von derzeit 200 auf künftig 1.000 Quadratmeter erweitert werden.

Neben möglicherweise neuen Teilchen erhoffen sich die Wissenschafter von den erneuerten Detektoren auch Hinweise auf die Dunkle Materie. Diese macht nach bisherigen Beobachtungen ein Viertel der Masse des Universums aus. Doch was sie ist und welche Teilchen dafür verantwortlich sind, ist nach wie vor ein großes Rätsel.