Helsingin yliopisto

 

Helsingin yliopiston verkkojulkaisut

University of Helsinki, Helsinki 2006

Straw Performance Studies and Quality Assurance for the ATLAS Transition Radiation Tracker

Peter Cwetanski

Doctoral dissertation, June 2006.
University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physical Sciences, Division of High Energy Physics and CERN - European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland.

CERNissä Geneven lähistöllä, Sveitsin ja Ranskan rajalla, tuhannet tutkijat ja insinöörit valmistautuvat kokeisiin, joilla etsitään vastauksia fysiikan peruskysymyksiin: mistä alkeishiukkasten massa tai antimaterian häviäminen aiheutuu.

Luonnon ymmärtämisen kannalta keskeisiin kysymyksiin toivotaan vastauksia CERNiin rakennettavan 27 km pitkän LHC-törmäyttimen avulla. LHC-kiihdyttimen kokeissa, satakunta metriä maan alla, lähes valon nopeudella rengasta kiertävät protoniryppäät kohtaavat toisensa ja aiheuttavat perushiukkasten, kvarkkien ja gluonien, välisiä "nokkakolareita", joissa energia tiivistyy äärimmilleen - simuloiden maailmankaikkeuden syntymähetkeä. Hiukkasfysiikan laboratorion mikroskooppiseen mittakaavaan luodut energiatihentymät purkautuvat energiana ja hiukkasryöppyinä törmäyskohtiin rakennettavien koeasemien mitattaviksi. Massiiviset LHC-törmäyttimen koeasemat rekonstruoivat energiapurkauksista syntyneet hiukkasjäljet ja -energiat, identifioivat erityyppisiä törmäystuotteita ja tallentavat ne maailmanlaajuisten tutkijakollaboraatioiden tutkittaviksi.

LHC-törmäyttimen viisi koeasemaa koostuvat suuresta määrästä erityyppisiä hiukkasilmaisimia, säteilyantureita, joilla on omat tarkoin määrätyt tehtävänsä laboratoriossa aiheutettujen "alkuräjähdysten" mittaamisessa. Osa tuhansia tonneja painavan koeaseman hiukkasantureista on asemoitava hiuksen paksuutta vastaavalla tarkkuudella ja niiden on toimittava kymmenen vuotta supertörmäysten aiheuttamassa säteily-ympäristössä. Koeasemien sisälle sijoitettuja antureita ei juuri päästä huoltamaan.

Koeasemien ilmaisimien tarkkuuden ja luotettavuuden varmistamiseksi anturit valmistetaan ja testataan ensiksi puhdastilassa. Tämän jälkeen anturit läpikäyvät monipuolisen testiohjelman, joka jatkuu asennusvaiheen loppuun saakka. Tuhansien erillisten antureiden kokonaisuus on lopulta osa LHC-törmäyttimen koeasemaa, jonka rakentamiseen osallistuu suuri joukko fysiikan ja tekniikan asiantuntijoita eri maista. Tämän väitöskirjan tekijä on keskeisesti osallistunut LHC-ATLAS -koeaseman ns. transitiosäteilyyn perustuvan ilmaisinjärjestelmän (Transition Radiation Tracker - TRT) toteuttamiseen ja erityisesti sen toimivuuden testaamiseen.

CERN tunnetaan internet-teknologian pioneerina, joka loi World Wide Webin. Nyt CERNissä keskitytään www:n seuraavaan vaiheeseen, GRID-hankkeeseen, jolla LHC-törmäyttimen tuottama valtava tietomäärä jaetaan kansainvälisten tutkijakollaboraatioiden analysoitavaksi.

Julkaisun nimiösivu

This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

© University of Helsinki 2006

Last updated 02.06.2006

Yhteystiedot, Contact information E-thesis Helsingin yliopisto, University of Helsinki