Das PRISMA Detektorlabor fördert die Zusammenarbeit sowie den Erfahrungs- und Technologieaustausch innerhalb von PRISMA+
Es stellt Labore und Arbeitsplätze zur Verfügung, um Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern mit unterschiedlicher Hardware-Expertise eine gemeinsame Forschungsumgebung und Infrastruktur zu bieten. Im Rahmen dieser Zusammenarbeit bietet das Detektorlabor Zugang zu eigenen Speziallaboren, hochwertigen Geräten und zu Design-Software. Für die Prüfung und Charakterisierung von Detektoren und Elektronik stehen zudem die Elektronen- und Photonenstrahlen am MAMI und die Bestrahlungseinrichtung am TRIGA-Reaktor zur Verfügung.
Um die experimentellen Aktivitäten in allen Forschungsbereichen zu unterstützen, ist das Detektorlabor in vier Bereiche unterteilt:
Elektronik
Design von High-Speed-Boards für schnelle Datenanalyse und -Digitalisierung, analoge Signalverarbeitungsschaltungen, Systeme mit geringem Rauschen und niedrigem Stromverbrauch, triggerlose Architekturen und strahlungsharte Elektronik.
Lichtsensoren
Einzelphotonenempfindlichkeit, hohe Nachweiseffizienz, große aktive Flächen und/oder hohe Granularität, z. B. für den Einsatz in Kalorimetern, Cherenkov-Detektoren und Astroteilchenphysik-Experimenten.
Spurdetektoren und Time Projection Chambers
Beispielsweise für Systeme mit einer hervorragenden räumlichen Auflösung bei hohen Intensitäten, großflächige Gasdetektoren, Time Projection Chambers (TPC) basierend auf verflüssigten Edelgasen, Gas-Electron-Multiplier (GEM) und Micromegas-Anwendungen.
Labor für Szintillations- und Fluoreszenz-Detektoren (LSFD)
Als sich im Rahmen von PRISMA+ im Aufbau befindliche neue Infrastruktur für die Entwicklung und Charakterisierung von Szintillations- und Fluoreszenzmaterialien.
Beispiele für Projekte:
ATLAS
- Bau von Drift-Panels für das Upgrade des Myon-Detektors (abgeschlossen)
- Prototypboard des topologischen Triggers für das Kalorimeter, mit schneller Multi-FPGA-Datenverarbeitung und optischer Kommunikation
- Machbarkeitsstudien für den High Granularity Timing Detector
CALICE
- Charakterisierung von Silizium-Photomultipliern (SiPM)
- Entwicklung und Test von Kalorimeterkomponenten mit hoher Granularität
- Automatisierte Bestückung der SiPM Ausleseplatinen mit Szintillatorkacheln (abgeschlossen)
ICECUBE / ICECUBE-GEN2
- Charakterisierung von Photomultipliern (PMT)
- Forschung und Entwicklung für die Elektronik und die Tests des Digital Optical Module
MAGIX am MESA-Beschleuniger
- Machbarkeitsstudien für Spurdetektoren in der Fokalebene
P2 am MESA-Beschleuniger
- Forschung und Entwicklung für das Spurrekonstruktionssystem basierend auf monolithischen Pixeldetektoren
XENON1T / XENONnT
- Charakterisierung der optischen Eigenschaften des Myonvetos (abgeschlossen)
- Vermessung und Scannen von Hochspannungs-Elektrodenebenen
Das Detektorlabor bietet auch einen Ort für projektunabhängige längerfristige Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten im Bereich neuer, innovativer Detektortechnologien. Zusätzlich zu den regelmäßigen Nutzertreffen organisiert das Detektorlabor technische Seminare mit externen Sprechern, um einen Überblick über moderne Technologien und andere Themen zu bieten, die für die Experimentalphysiker sowie für Ingenieure und technisches Personal im Cluster PRISMA+ von Interesse sind.
Das Detektorlabor kann auf zahlreiche moderne Labore sowie innovative Mess- und Teststände zurückgreifen. Diese Infrastruktur bildet die Basis für eine erfolgreiche Entwicklung neuer Detektoren und den Bau komplexer Detektorkomponenten.
- Elektrowerkbänke, Mikroskop, Wärmebildkamera, Funktionsgenerator, Oszilloskope
- FPGA Development Kits, System-On-Chip und Single-Board-Computer Programmierung
- Electronic Design Automation und CAD Tools (Cadence, Mentor, Xilinx, Altera, COMSOL)
- Dunkellabor- und boxen, optische Tische (mit Lasern, Lampen, xyz-Systemen)
- Klimakammer und Laminar-Flow Einheiten
- Gas- und Hochspannungsversorgung, Massenspektrometer, radioaktive Quellen
- Vakuumofen and Vakuumdestillationsanlage
- Lasergravurgerät
From the afternoon of Monday 19th to the morning of Wednesday 21st, about 30 early career researchers registered for the workshop attended the PRISMA+ School 2024, organised and taught by Dr. Stefan Schoppmann, Dr. Quirin Weitzel and the members of the PRISMA+ Detector Laboratory. After an introductory lecture on silicon photomultipliers (SiPMs) and plastic and liquid scintillators, the participants started with hands-on laboratory sessions.
The School addressed master students, Ph.D. students, and postdoctoral researchers aiming to work with particle detectors based on photosensors and FPGAs. It introduced the concepts and technologies including light creation, propagation and detection as well as the associated electronics for signal acquisition.
The School addressed master students and beginning Ph.D. students aiming to work with particle detectors based on photosensors. It introduced the concepts and technologies including light creation, propagation and detection as well as the associated electronics for signal processing and digitization.
About 30 master students, Ph.D. students, and postdoctoral researchers in physics aiming to work with data acquisition systems (DAQ) participated in the School. It introduced typical concepts and designs of DAQs and associated electronics enabling the handling of high data rates, preserving relevant signal information, or making smart trigger decisions.
