_ ALICE devine undă verde pentru noi subdetectori

Două actualizări ale detectorului ALICE, experimentul dedicat fizicii cu ioni grei de la Large Hadron Collider (LHC), au fost recent aprobate pentru instalare în timpul următoarei închideri lungi a LHC, care va avea loc din 2026 până în 2028. Primul este o actualizare a celor mai interioare trei straturi ale Inner Tracking System (ITS3), iar al doilea este un nou calorimetru înainte (FoCal), optimizat pentru detectarea fotonilor în direcția înainte de detectorul ALICE.

Cicliunile de mare energie ale ionilor grei, cum ar fi nucleele de plumb de la LHC, recreează plasma de cuarc-gluon: cel mai fierbinte și dens fluid studiat vreodată într-un laborator. Pe lângă studierea proprietăților plasmei cuarc-gluon, programul ALICE acoperă o gamă largă de subiecte care implică o interacțiune puternică, cum ar fi determinarea structurii nucleelor ​​și a interacțiunilor dintre particulele instabile, așa cum este prezentat în articolul „O călătorie prin quarc-gluon. plasmă și nu numai.”

Actualul sistem de urmărire interioară ALICE, instalat pentru rularea în curs de desfășurare a LHC, este cel mai mare detector de pixeli din lume până în prezent, cu 10 m2 de suprafață activă de siliciu și aproape 13 miliarde de pixeli. Noul sistem de urmărire interioară, ITS3, se bazează pe utilizarea cu succes a senzorilor monolitici de pixeli activi și duce acest concept la nivelul următor.

„ALICE este ca o cameră de înaltă rezoluție, care surprinde detalii complexe ale interacțiunilor cu particule. ITS3 este pregătit să mărească rezoluția de punctare a pistelor cu un factor de 2 în comparație cu detectorul ITS actual”, au spus Alex Kluge și Magnus Mager, liderii de proiect ai ITS3. „Acest lucru va îmbunătăți puternic măsurătorile radiației termice emise de plasma cuarc-gluon și va oferi informații despre interacțiunile cuarcilor farmec și frumuseții atunci când se propagă prin plasmă.”

Senzorii ITS3 au o grosime de 50 µm. și cât 26×10 cm2. Pentru a realiza acest lucru, a fost utilizată o tehnologie nouă de cusătură pentru a conecta senzori individuali împreună într-o structură mare. Acești senzori pot fi acum îndoiți în jurul beampipei într-o formă cu adevărat cilindrică. Primul strat va fi plasat la doar 2 mm de beampipe și 19 mm de punctul de interacțiune. Acum poate fi răcit cu aer în loc de apă și are o structură de susținere mult mai ușoară, reducând semnificativ materialele și efectul acestora asupra traiectoriilor particulelor văzute în detector.

Detectorul FoCal este format dintr-un calorimetru electromagnetic ( FoCal-E) și un calorimetru hadronic (FoCal-H). FoCal-E este un calorimetru foarte granular compus din 18 straturi de senzori cu tampon de siliciu, fiecare la fel de mic ca 1×1 cm2, și două straturi speciale suplimentare cu pixeli de 30×30 μm2. FoCal-H este alcătuit din tuburi capilare de cupru și fibre scintilante.

„Prin măsurarea fotonilor inclusivi și a corelațiilor acestora cu mezonii neutri și producerea de jeturi și charmonia, FoCal oferă o posibilitate unică pentru o explorare sistematică a QCD la small Bjorken-x FoCal extinde domeniul de aplicare al ALICE prin adăugarea de noi capabilități pentru a explora structura mici-x parton a nucleonilor și a nucleelor”, a declarat Constantin Loizides, lider de proiect al FoCal la colaborarea ALICE.