siliconspårningssystem

Siliconspårningssystem är en del av en partikel-detektor som registrerar spår av laddade partiklar genom att mäta deras passage i tunna skikt av kiselsensorer. De placeras nära interaktionspunkten och utgör en viktig del av spårrekonstruktionen i samverkan med andra detektorer som mäter energi och partiklarnas identitet.

Huvudkomponenterna är kiselsensorer i pixel- eller stripkonfiguration, läsoutstyr, en mekanisk struktur och ett kylsystem. Sensorerna omvandlar laddade partiklar till elektriska signaler som fångas upp av läsutrustning, vilken digitaliserar signalerna. Genom mönsterigenkänning rekonstrueras banor i ett magnetfält, vilket ger information om partiklarnas momentum och ursprung. Systemet kräver hög rumslig upplösning, snabb tidssvar och god strålningstålighet, särskilt i de innersta lagren. För att upprätthålla prestanda används låg massa konstruktion och effektiv kylning, och det omges av yttre spårssegment samt calorimeter- och muon-detektorer för kompletta händelsebilder.

Användning och utveckling: Siliconspårningssystem är kärnkomponenter i stora collider-experiment som LHC:s ATLAS- och CMS-experiment. Innersta pixeldetektorer bidrar till vertexrekonstruktion och förbättrad spårkvalitet. Med planerade uppgraderingar mot högre luminositet utvecklas strålningståliga sensorer (till exempel 3D-sensorer) och lättviktskonstruktioner samt förbättrad läs- och kylutrustning.

Utmaningar inkluderar strålning, värmehantering, materialbudget och krav på exakt positionsjustering samt kostnader och logistiska aspekter vid uppgraderingar.