CMS Experiment

  Dreidimensionale Zeichnung des gesamten CMS Detektors. Zentraler Teil des CMS Detektors. Im silbernen Zylinder (Kryostat) befindet sich die supraleitende Spule. Absenken einer Komponente (YE+1) des Detektors in die 100m tiefe Kaverne. Dieser Teil des Experiments wiegt 1250 Tonnen. Montage eines Prototyp-Trackers in den CMS Detektor.  

  Spuren verschiedener Teilchen durch den CMS Detektor.  

CMS Inner Tracker (Spurdetektor)

  Aufbau des CMS Tracker: Der Tracker enthält mehr als 15000 Module mit Silizium-Streifen-Detektoren. Tracker Inner Barrel (TIB). Zylinderförmig angeordnete Detektormodule um den Wechselwirkungspunkt. Tracker Endkappen 'Petal' mit Detektormodulen. Jeweils 16 Stück dieser Petals formen eine Scheibe der beiden Endkappen. Aufrecht stehende Tracker-Endkappen-Trägerstruktur vor Montage der 144 notwendigen Petals.  

  Ein Petal wird in die TEC Trägerstruktur integriert. CMS Tracker Endkappe. Darin befinden sich insgesamt 3200 Silizium-Detektormodule auf 144 Petals. Detailansicht der Module einer Tracker Endkappe. Fertig integrierte Endkappe (vorne) vor der Montage in den Tracker (hinten).  

  Rekonstruktion der Spur eines kosmischen Myons durch die Detektoren einer aufrecht stehenden Tracker Endkappe. Simulation der Spuren im Tracker bei Beginn des Betriebs von LHC (links oben), bis zum Erreichen der vollen Luminosität des LHC (links unten), und nach geplanten Ausbau zum Super-LHC (rechts unten).  

CMS Vertex Detektor (Pixel-Detektor)

  Modell des Zentralteils des Pixeldetektors. An diesem Modell wird die Montage der eigentlichen Detektormodule geprobt. Detailaufnahme einer Endkappe des Pixeldetektors bestückt mit zwei Modulen von Silizium-Pixel-Detektoren. Oberseite eines Detektormoduls fuer die Zylinderlagen des Pixeldetektors, deutlich erkennbar sind Details der Clock-, Control- und Datenleitungen.  

Beiträge des Instituts

Tracker

  Einer der über 4000 in Wien getesteten Silizium-Streifen-Detektoren direkt nach der industriellen Fertigung. Eines von 700 in Wien produzierten Detektormodulen. Alle Detektormodultypen für die Tracker Endkappen (TEC). Es wurden insgesamt 6600 Module an Instituten in ganz Europa gebaut, wobei die Koordination vom Wiener Institut aus erfolgte. Eines von der Firma <i>Kapsch Components KG</i> in Wien gebauten Module zur Umsetzung elektrischer in optische Signale. Insgesamt wurden rund 14000 dieser Opto-Hybride gebaut.  

Pixeldetektor

  Eine andere Variante der Opto-Hybride für den Pixel-Detektor, ebenfalls in Wien entwickelt und bei Kapsch produziert. Beitrag zum Pixeldetektorauslesesystem: Die Pixelgröße beträgt 100*150 µm. Davon gibt es rund 65 Millionen im CMS Detektor. Benutzt wird das Analogsignal eines Pixel zur Bestimmung der Teilchenbahnen. Die Pixelanzahl beträgt rund 65 Millionen.<br> Der Institutsbeitrag besteht darin, die Daten zu sammeln, zu überprüfen und Event-Datenblöcke zu erzeugen. Dies passiert in den hier gezeigten Modulen.  

Trigger

  Das CMS Global Trigger Crate besteht aus zwei Hauptkomponenten. Der <b>Global Myon Trigger</b> kombiniert die Daten der Myon-Trackfinder um die Triggereffizienz auf 97-98% zu erhöhen und verwendet Daten vom Kalorimeter um die besonders wichtigen isolierten Myonen zu markieren. Die <b>Global Trigger Logic</b> kombiniert die Myonen mit Elektronen/Photonen, 'Jets' und Energiemessungen vom Kalorimeter-Triggersystem und legt bis zu 128 Triggerbedingungen fest, die 40 Millionen mal pro Sekunde parallel berechnet werden. Das endgültige Auslesesignal wird über ein Glasfasernetzwerk zur gesamten CMS Ausleselektronik geschickt. Die 'Global MyonTrigger Logic Platine' dient zur Synchronisation und Speicherung der TrackFinder Myonen. Die Myonenspuren werden bis zum Kollisionspunkt zurückberechnet um isolierte Myonen zu finden. Am Ende werden die 4 besten Myonen zum Global Trigger weitergeleitet. Hier werden 128 Triggerbedingungen parallel berechnet. Alle Eingangsdaten können im Prinzip beliebig miteinander verknüpft werden, um derzeit noch nicht vorgesehene Triggerbedingungen zu berechnen.  

Vorbereitung der Datenauswertung

  Erste Rekonstruktion eines kosmischen Teilchens (Myon), dass durch eine Endkappe des CMS Tracker geht. Simulation einer Proton-Proton-Kollision im CMS-Detektor mit Entstehung neuer Elementarteilchen, wie sie von supersymmetrischen Theorien vorhergesagt werden. Die Reaktion führt zu drei hochenergetischen Teilchenbündeln und einem Ungleichgewicht in der Energiebilanz, das hier durch den blauen Pfeil angezeigt wird. Simulation des Zerfalls eines Higgs-Teilchens im CMS-Detektor. Die zwei roten Linien rechts entsprechen zwei rekonstruierten Myonen, während die im elektromagnetischen Kalorimeter deponierte Energie von zwei Elektronen durch die rosa Balken (links) dargestellt ist.  

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