Os preparativos estão sendo feitos na caverna experimental subterrânea do CMS antes da instalação do Pixel Tracker de segunda geração do CMS. Crédito:CERN
Cientistas do CERN concluíram agora uma "cirurgia de coração aberto" em um dos detectores do Large Hadron Collider (LHC). Em uma operação complexa que decorreu de 27 de fevereiro a 9 de março, o detector gigante Compact Muon Solenóide (CMS) recebeu um novo "coração" - é o Pixel Tracker.
Detectores no LHC, como CMS, registrar as assinaturas de partículas produzidas quando feixes de prótons (ou, ocasionalmente, núcleos de chumbo) são esmagados juntos. Os detectores são construídos em torno do tubo de feixe do LHC, dentro do qual ocorrem as colisões. À medida que as partículas voam pelos detectores, eles atravessam várias camadas de equipamentos que têm a tarefa de fazer medições específicas sobre suas propriedades. Mas, quando essas colisões ocorrem, não é um único próton atingindo outro próton:várias dezenas de colisões simultâneas ocorrem dentro do CMS. Esse fenômeno é conhecido como "empilhamento" e pode ser considerado como a exposição de uma câmera de filme a várias imagens e o registro de todas as múltiplas exposições em uma única fotografia.
O sistema de rastreamento determina as trajetórias de partículas carregadas voando através dele, e identifica a carga e os momentos das partículas, ajudando a determinar as origens das várias partículas vistas pelo CMS. Os físicos podem, portanto, separar as colisões sobrepostas em interações individuais.
Os discos FPIX foram fabricados por 19 institutos nos Estados Unidos. Eles podem ser vistos aqui no CMS Tracker Integration Facility em Meyrin, Suíça antes de ser levado para o local experimental CMS fora de Cessy, França para instalação. Os vários componentes do Pixel Tracker foram armazenados e testados cuidadosamente na superfície em uma sala limpa antes da instalação. Crédito:Maximilien Brice / CERN
O sistema de rastreamento CMS é feito de sensores de silício e possui dois componentes que desempenham funções complementares:o interno dos dois é chamado de Pixel Tracker e o externo é o Strip Tracker. O Pixel Tracker vê o maior ataque de partículas voando pelo CMS e, inevitável, ele perderá sua capacidade de medir as propriedades das partículas com precisão. Além disso, o LHC continua melhorando seu desempenho e espera-se que forneça ao CMS um número ainda maior de interações simultâneas:ainda mais exposições em cada fotografia. Portanto, havia sido planejado cerca de cinco anos atrás para substituir o Pixel Tracker original do CMS, removido no início deste ano, com um totalmente novo.
O novo Pixel Tracker tem quatro camadas em vez das três anteriores na região central (chamado BPIX para Barrel PIXel) e tem três discos em vez dos dois anteriores cobrindo cada extremidade (chamado FPIX para Forward PIXel). Essas camadas adicionais aumentam o número de pixels de silício no CMS de 66 milhões para 124 milhões, aumentando a "resolução" das "fotografias" que o CMS tira, por assim dizer.
Para ser instalado no CMS, os vários componentes do Pixel Tracker tiveram que ser baixados por guindaste pelo poço de 100 metros de profundidade até a caverna experimental subterrânea do CMS. Eles foram então içados por um segundo guindaste até a plataforma de instalação para inserção. Esta imagem mostra a primeira metade do BPIX localizado dentro de seu “cassete” sendo colocado nesta plataforma antes de ser inserido no detector CMS. O BPIX, fabricado por 23 institutos de oito países europeus, é apenas do tamanho de uma caixa de sapatos, mas tem um grande número de componentes eletrônicos e de refrigeração que o acompanham. Crédito:Maximilien Brice / CERN
Cirurgia em ação! A proteção adequada durante a instalação do FPIX evita a contaminação do dispositivo. Crédito:Maximilien Brice / CERN
