Neue Generation von Detektorkonzepten

09.02.2015 - Deutschland

Experimente an Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider (LHC) am Europäischen Kernforschungszentrum CERN oder anderen Beschleunigeranlagen lassen Rückschlüsse auf die innerste Struktur der Materie zu. Eine neue Generation von Detektorkonzepten soll es künftig ermöglichen, die Energie von geladenen Teilchen oder Teilchenjets mit bisher nie erreichter Genauigkeit zu messen und dadurch vielfältige Anwendungsgebiete zu erschließen. Dünne Kristallfasern aus anorganischem Szintillatormaterial spielen dabei eine zentrale Rolle.

Bei der Optimierung dieser Fasern soll das kürzlich bewilligte EU-Projekt INTELUM im Rahmen des H2020-MSCA_RISE-2014-Programms mit Gießener Beteiligung einen wesentlichen Beitrag leisten. Hinter der Abkürzung INTELUM verbirgt sich die Projektbeschreibung: „International and intersectoral mobility to develop advanced scintillating fibres and Cerenkov fibres for new hadron and jet calorimeters for future colliders”. Die Arbeitsgruppe von Prof. Kai-Thomas Brinkmann am II. Physikalischen Institut der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) erhält die Möglichkeit, als einer von acht europäischen Partnern an der neuen Detektorkonzept-Generation mitzuarbeiten. Dafür werden für das Gießener Teilprojekt rund 27.000 Euro bereitgestellt. Die Projektlaufzeit beginnt im März 2015 und endet Ende Februar 2019.

Im Fokus steht dabei die exakte Messung der Energie von geladenen Teilchen oder Teilchenjets mit einer bisher nie erreichten Genauigkeit. Grundlage des Konzepts sind dünne Kristallfasern aus anorganischem Szintillatormaterial. Ziel der Zusammenarbeit mit verschiedenen Institutionen und Unternehmen in Europa, Asien und Amerika ist die Optimierung der Eigenschaften dieser Fasern hinsichtlich Strahlungsresistenz und Effizienz, die Entwicklung der Technologie zur Massenproduktion auf der Skala von 20-200 Kilometer Faserlänge sowie die Erstellung erster Detektormodule. Die effiziente Herstellung dieser Kristallfasern eröffnet neben dem Einsatz in der Grundlagenforschung vielseitige Anwendungsmöglichkeiten, etwa für tomographische Methoden in der Medizin oder in der Sicherheitsüberwachung.

Die Gießener Beteiligung am Projekt INTELUM ist eine Konsequenz langjähriger Erfahrungen und Vorstudien auf diesem Gebiet der Detektorphysik.

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