LHCb sendet Geschenk an PANDA
11.10.2023 |
Der außer Dienst gestellte Outer Tracker des LHCb-Experiments am CERN brach zu einer einwöchigen Reise zu FAIR in Darmstadt, Deutschland, auf. Dort wird er durch das PANDA-Experiment genutzt werden, um zu untersuchen, wie subatomare Teilchen Materie aufbauen.
Das LHCb-Experiment befindet sich in der Nähe des Genfer Flughafens und ist eines der vier großen Experimente des Large Hadron Collider (LHC) am CERN. Der Untersuchung der so genannten b-Quarks gewidmet, verwendet LHCb eine Reihe von Detektoren, um die Spuren der aus dem Kollisionspunkt herausgeschleuderten Teilchen zu untersuchen. Einer dieser Detektoren ist der Outer Tracker, der während des letzten Long Shutdown 2 durch einen neuen Aufbau auf Basis von szintillierenden Fasern, den SciFi-Detektor, ersetzt wurde. Letzterer verfügt über eine feinere Granularität, die eine höhere räumliche Auflösung der verfolgten Teilchen ermöglicht.
Nach einem Jahrzehnt der Teilchendetektion ist der Outer Tracker immer noch in gutem Zustand und funktionstüchtig. Als auf einer Konferenz mit Kolleg*innen des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung über das Ersatzdetektormodul gesprochen wurde, beschloss die LHCb-Kollaboration, es an das PANDA-Experiment (antiProton ANihilation in Darmstadt) zu spenden. PANDA wird Teil der zukünftigen Anlage FAIR – Facility for Antiproton and Ion Research – sein, die gerade bei GSI errichtet wird.
Bei PANDA wird der Outer Tracker er zum Teil seine ursprüngliche Funktion wieder aufnehmen und die kleinsten Bausteine aufspüren. Mit Hilfe der FAIR-Beschleuniger werden Antiprotonenstrahlen erzeugt und gespeichert, die dann mit fixierten Materialproben (engl. targets) innerhalb des PANDA-Detektoraufbaus kollidieren, z.B. mit Wasserstoff. Da dies bei niedrigeren Energien geschieht, eignet sich der Outer Tracker perfekt für den Nachweis der leichten Hadronen, die bei den Kollisionen entstehen. Die Hadronenspektroskopie ist der Bereich, in dem sich die physikalischen Ziele von LHCb und PANDA überschneiden, und beide werden in der Lage sein, komplementäre Daten zu sammeln, die später ausgewertet und verglichen werden können. Ebenso wird der Tracker von Studierenden und jungen Forschenden für Forschungs- und Entwicklungsprojekte und darüber hinaus für Outreach-Aktivitäten mit Schulen und der breiten Öffentlichkeit genutzt.
Der Transport des OT war kein leichtes Unterfangen. In seinem Transportgestell ist er sieben Meter lang, 3,5 Meter breit und 5,5 Meter hoch. Er wiegt 24 Tonnen. Bereits 2018, als die Demontage begann, wurde der gesamte Outer Tracker abmontiert, in seinen Transportrahmen – einen speziell konstruierten Transportkäfig – gelegt und aus der LHCb-Kaverne entfernt. Anschließend wurde er innerhalb des CERN in eine Lagerhalle und später nach Sergy (Frankreich) für die Freigabeverfahren und schließlich nach Meyrin (Schweitz) gebracht, wo er für den Transport vorbereitet wurde. Von Kränen auf einen Lastwagen gehievt, begann der Detektor seine Reise vom CERN zu GSI/FAIR. In der Nähe von Colmar (Frankreich) wurde er für eine mehrtägige Reise rheinaufwärts auf ein Schiff verladen. In Gernsheim (Deutschland) wartete ein weiterer Lkw auf den OT und brachte ihn sicher zu GSI/FAIR in Darmstadt, wo er sein zweites Leben beginnt.
Die enge Zusammenarbeit mehrerer Kollegen am CERN und bei GSI/FAIR in logistischer und technischer Hinsicht machte die Schenkung möglich, insbesondere die unermüdlichen Bemühungen von Niels Tuning (LHCb, Nikhef/CERN) und Anastasios Belias (PANDA, GSI/FAIR) mit ihrer Vision für ein zweites Leben des beindruckenden Outer Trackers. Die Schenkung wurde freundlicherweise von den LHCb-Gruppen genehmigt, die den Outer Tracker mit großer Sorgfalt gebaut und betrieben haben, und zwar
- dem Nationalen Institut für Subatomare Physik, Nikhef, Niederlande,
- dem Physikalischen Institut der Universität Heidelberg, Deutschland,
- dem Nationalen Zentrum für Kernforschung, Warschau, Polen,
- dem Henryk-Niewodniczanski-Institut für Kernphysik, Polnische Akademie der Wissenschaften, Krakau, Polen,
- und der Technischen Universität Dortmund, Deutschland. (CP)
