Infrastructuur
Compact Muon Solenoid (CMS) experiment bij de Large Hadron Collider (LHC) bij CERN (CMS)
Het doel van het CMS-experiment op CERN is om de meest fundamentele eigenschappen van materie te ontrafelen door botsingen tussen protonen en / of zware ionen te bestuderen met de hoogste energieën en botsingssnelheden ooit bereikt. De LHC bevindt zich in een ondergrondse (op een diepte van 100 m) tunnel van 27 km in de buurt van Genève en maakt gebruik van supergeleidende magneten om de versnelde deeltjes in hun baan te houden. Deeltjes botsen op vier interactiepunten die zijn uitgerust met deeltjesdetectoren. Het CMS is een van deze detectoren voor algemeen gebruik en meet 21 m lang, 15 m in diameter en weegt in totaal 14 000 ton. De CMS-detector bestaat uit vele componenten op basis van een verscheidenheid aan deeltjesdetectietechnologieën, waardoor de energie en het momentum van bijna alle deeltjes die bij de botsingen zijn ontstaan, kunnen worden geïdentificeerd en gemeten. De CMS detector is opgebouwd rond een enorme magneet. Dit neemt de vorm aan van een cilindrische spoel van supergeleidende kabel die een veld van 4 tesla genereert, ongeveer 100.000 keer het magnetische veld van de aarde. Het veld wordt begrensd door een stalen "juk" dat het grootste deel van het gewicht van de detector vormt.
De CMS-detector fungeert als een gigantische, snelle camera en maakt 3D-"foto's" van deeltjesbotsingen uit alle richtingen tot 40 miljoen keer per seconde. Hoewel de meeste deeltjes die bij de botsingen worden geproduceerd "onstabiel" zijn, transformeren ze snel in stabiele deeltjes die door CMS kunnen worden gedetecteerd. Door deze stabiele deeltjes die bij elke botsing worden geproduceerd te identificeren, hun momenta en energieën te meten en vervolgens de informatie van al deze deeltjes samen te voegen, zoals het samenstellen van de stukjes van een puzzel, kan de detector een "beeld" van de botsing creëren voor verdere analyse. Terwijl de CMS-detector en al zijn uitleessystemen zich op CERN bevinden, wordt de analyse van gegevens uitgevoerd door een gedistribueerd computernetwerk, GRID.
De Belgische gemeenschap van deeltjesfysica draagt bij tot het ontwerp, de bouw, de integratie en de inbedrijfstelling van verschillende subdetectoren. Voor de Fase II upgrade van de CMS detector zijn we bijvoorbeeld betrokken bij particle tracking detectoren. Terwijl UAntwerpen, VUB, UCL, ULB zich voornamelijk bezighouden met de upgrade van de siliciumvolgdetector voor het EndCap-gebied van de detector, speelt UGent een leidende rol in de bouw van muondetectiesystemen met resistieve plaatkamers (RPC) en gaselektronenvermenigvuldigingstechnologieën (GEM). De UGent werd geselecteerd als officiële CMS-productiesite voor beide GEM&RPC-subsystemen, waar we momenteel de enige CMS-site voor RPC's zijn. In 2017-2018 werden 50 nieuwe kamers voor de uitrusting van een eerste nieuw CMS GEM-station geproduceerd en gecertificeerd aan de UGent. Deze kamers zijn in 2019-2020 verplaatst naar CERN voor installatie in CMS en nemen nu gegevens op. Het team bereidt momenteel een nieuwe kamerproductie voor, die naar verwachting in januari 2023 aan de UGent van start zal gaan, voor een 2de CMS GEM-station.