Mai 2023
Aus 144 mach 1
"Wie können wir die mechanische Konstruktion unseres Detektors vereinfachen? Mit dieser Frage begann meine Postdoc-Zeit in Mainz. Im Rahmen der CALICE Kollaboration wollen wir innovative Kalorimeter für zukünftige Superbeschleuniger entwickeln – zum Beispiel den International Linear Collider (ILC). Konkret beschäftige ich mich mit einem hochgranularen hadronischen Kalorimeter, welches Teilchenspuren so genau wie noch nie aufnehmen kann.
Es gab bereits einen 1 Kubikmeter großen Prototypen, dessen mechanische Konstruktion sehr herausfordernd war. Eine Schicht bestand aus 144 Szintillatorkacheln – jede von ihnen 3 x 3 Zentimeter groß – die aufwändig einzeln eingepackt und zusammengeklebt werden mussten. Unsere Idee: Können
wir nicht mit einer großen statt mit 144 kleinen Kacheln arbeiten? Und tatsächlich: Die neue Megakachel ist 36 x 36 Zentimeter groß, einzelne Segmente entstehen über gebohrte Rillen, die mit einem speziellen Klebstoff gefüllt sind. Nun galt es die Ober- und Unterseite bzw. Ränder der Kachel so zu bearbeiten, dass das ganze System zuverlässig und präzise arbeitet. Das war eine ganze Menge systematischer Entwicklungsarbeit, aber es hat sich gelohnt: Bei gleicher Leistung konnten wir die mechanische Konstruktion und den Aufbau einer Schicht extrem vereinfachen. Ich würde das Ergebnis einen funktionierenden Prototypen nennen.
©: Angelika Stehle
Bis unser Kalorimeter an einem neuen Beschleuniger zum Einsatz kommen kann, könnte es noch dauern. Zwei Experimente kommen aber jetzt schon in Frage, um unser schönes Design anzuwenden: Das im Bau befindliche Neutrino Experiment DUNE und ein Experiment namens SHADOWS, das wir für den SPS-Beschleuniger am CERN vorschlagen wollen. Mein erster Besuch in Mainz hat mich so beeindruckt, dass für mich schnell klar war, dass ich hier als Postdoc forschen möchte. Ausschlaggebend war vor allem das große Know-How und die Expertise im Detektorlabor – welches beinahe unbegrenzte Möglichkeiten bietet.“
Dr. Antoine Laudrain ist Postdoktorand in der Gruppe von Prof. Dr. Volker Büscher. Sein akademischer Weg führte ihn über Paris, wo er mit einer Arbeit am ATLAS Experiment promovierte, nach Mainz. Seine nächste Station wird Hamburg sein.