IEKP-KA/2013-4 - Institut für Experimentelle Kernphysik - KIT

4 2. Der LHC und das CMS-Experiment
Abbildung 2.1.: Überblick über die verschiedenen Experimente am LHC. Im unteren
Bereich befinden sich die Vorbeschleuniger Linac 2 (Protonen), Linac 3
(Schwerionen), der Booster, das Proton-Synchrotron (PS), sowie das Super-
Proton-Synchroton (SPS). Im oberen Bildbereich befindet sich der große
Speicherring sowie, in Gelb markiert, die vier großen Experimente am
LHC [Lef08].
Nach der Injektion in das Super-Proton-Synchrotron (SPS) werden die Protonen auf
450 GeV beschleunigt. SPS verfügt dafür über Hohlraumresonatoren, Dipol- sowie Quadrupolmagnete.
Es werden 3 Füllungen des PS zu einer Füllung von insgesamt 216 Paketen
kombiniert.
Der letzte Schritt ist die gegenläufige Injektion der Protonenpakete in den LHC. Dabei
wird die Hälfte der Teilchen im Uhrzeigersinn, die andere Hälfte dazu gegenläufig in
den großen Speicherring eingefüllt. Im LHC werden die Teilchenpakete auf bis zu 7 TeV
beschleunigt und gespeichert, bevor sie in den Detektoren zur Kollision gebracht werden.
2.1.2. Experimente am LHC
Die Kollisionen finden in den vier großen Experimenten statt, die im Folgenden vorgestellt
werden:
ALICE (A Large Ion Collider Experiment) ist ein multifunktionaler Detektor, der speziell
für die Analyse von hochenergetischen Schwerionenkollisionen konstruiert wurde. Das
Experiment studiert die starke Wechselwirkung und das Quark-Gluon-Plasma, welches
bei extremen Energiedichten vorkommt. Um das zu erreichen, können mit dem LHC
auch Bleiionen zur Kollision gebracht werden [ALI93].
ATLAS (A Torodial LHC ApparatuS) ist ein universeller Teilchendetektor. Seine verschiedenen
Subsysteme decken den Raumwinkel vollständig ab und erlauben den Spurnachweis,
sowie Energie- und Impulsmessungen von verschiedensten Elementarteilchen.
Die Spuren geladener Teilchen werden von einem bis zu 2 T starken Magnetfeld beein-