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

6 2. Der LHC und das CMS-Experiment
MoEDAL-Experiment ist ein Detektor für Physik jenseits des Standardmodells und der
Suche nach magnetischen Monopolen [MoE10].
2.2. Das CMS-Experiment
Das CMS Experiment ist ein universeller Teilchendetektor. Durch den zylinderförmigen
Aufbau einzelner Subdetektoren nach dem Zwiebelschalenprinzip um den Kollisionspunkt
herum ist CMS in der Lage, unterschiedliche Teilchen nachzuweisen und deren
Energie, Impuls sowie Ladung präzise zu bestimmen.
Der Aufbau und die Funktion des Detektors (Abbildungen 2.2 und 2.3) werden im Folgenden
beschrieben (von innen nach außen):
Das räumliche wie auch funktionelle Kernelement des Systems ist der Spurdetektor, der
in Abschnitt 2.2.1 beschrieben wird. Im Elektromagnetischen Kalorimeter wird die Energie
von Elektronen, Positronen und Gammaquanten bestimmt. Das Hadronische Kalorimeter
bestimmt die Energie von Hadronen, wie zum Beispiel Protonen, Pionen und
Kaonen. Der Spurdetektor und die beiden Kalorimeter befinden sich innerhalb des supraleitenden
Solenoiden. Er erzeugt ein 3,8 T starkes Magnetfeld in seinem Inneren.
Außerhalb des Solenoiden befindet sich das Eisen-Rückführjoch, in dem das Magnetfeld
eine umgekehrte Polarität als im Inneren hat, wodurch Myonen auf eine S-förmige Bahn
gezwungen werden. In das Rückführjoch sind die Myonkammern eingebettet. Myonen
4T
2T
Silizium
Tracker
Elektromagnetisches
Kalorimeter
Hadron
Kalorimeter Supraleitender
Solenoid Eisen-Rückführjoch mit
Myon-Kammern
0 m 1 m 2 m 3 m 4 m 5 m 6 m 7 m
Kodierung:
Myon
Elektron
Neutrales Hadron (z.B. Neutron)
Geladenes Hadron (z.B. Pion)
Photon
Abbildung 2.3.: Querschnitt eines Segments des CMS-Detektors. Links im Bild befindet
sich der Wechselwirkungspunkt, nach rechts folgen die einzelnen Subdetektoren
hintereinander. Darüber hinaus sind Spuren verschiedener Teilchen
im CMS Detektor dargestellt.
Nach [Bar11], Beschriftung von [Fre12]