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In der Zielgeraden: Zusammenbau des Silizium-Vertex-Detektors für Belle II hat begonnen

Nach einer mehrjährigen Vorbereitungsphase werden seit 2016 von fünf Instituten – darunter das Institut für Hochenergiephysik (HEPHY) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften – die einzelnen Elemente des Silizium-Vertex-Detektors (SVD) gebaut und sukzessive ans Forschungszentrum KEK in Tsukuba (Japan) gebracht, wo diese Einzelteile nun zusammengebaut werden. Diese komplizierte Prozedur ist in zwei Hälften geteilt und wird voraussichtlich bis April 2018 dauern.

Belle II wird ab dem Jahr 2019 durch Präzisionsmessungen von B-, D- und tau-Zerfällen nach Abweichungen vom Standard-Modell der Teilchenphysik suchen und damit Informationen über die Physik bei Energieskalen sammeln, die derzeit noch nicht in Beschleunigern erreicht werden können.

Im Jahr 2008 wurde am HEPHY ein Konzept entwickelt, wie man doppelseitige ausgelesene Siliziumdetektoren so aufbauen kann, dass sowohl der Materialeinsatz so gering wie möglich ist, als auch das elektronische Rauschen minimiert wird – an sich gegenläufige Anforderungen. Nachdem diese Methode mit flexiblen Leiterplatten zu tun hat, die um die Sensorkante gebogen werden, war der Name „Origami-Konzept“ nahe liegend. Nach mehreren Jahren an intensivem R&D wurde 2016 von fünf Teams die Serienfertigung der so genannten „Ladders“ begonnen: Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Pisa (Italien), Universität Melbourne (Australien), Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, Indien), HEPHY (Wien) und Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kashiwa, Japan).

Der Zusammenbau dieser Ladders zu ganzen Detektorhälften wurde nach intensivem Training und Freigabe durch ein Review-Komitee am 7.9.2017 mit der Montage der ersten Ladder (von insgesamt 45) in einem Reinraum in der Belle II-Experimentierhalle am Forschungszentrum KEK begonnen. Das Foto zeigt zwei HEPHY- und drei KEK-Mitarbeiter nach erfolgter Montage. Zwischenzeitlich sind drei weitere Ladders dazu gekommen, sodass die innerste Lage bereits abgeschlossen ist.

Der SVD besteht aus insgesamt vier Lagen, wobei Länge und Anzahl der Ladders pro Lage – und damit auch die Komplexität des Zusammenbaus – nach außen hin zunehmen. Dementsprechend wird die erste Hälfte des SVD voraussichtlich im Dezember 2017 fertiggestellt und die zweite im April 2018. Danach wird der SVD zusammen mit dem innen liegenden Pixel-Detektor um das Strahlrohr montiert und die zwei Hälften zu einem Zylinder kombiniert, der schließlich im Herbst 2018 in das Belle II-Experiment eingebaut wird. Das nächste Jahr wird jedenfalls sehr arbeitsintensiv, aber auch spannend werden!