ALICE实验内径迹系统探测器升级
大型重离子对撞实验(A Large heavy-Ion Collision Experiment,ALICE)按计划在大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)的第二次停机(2019—2021)期间进行探测器升级工作.为了对强相互作用物质——夸克胶子等离子体(Quark-Gluon Plasma,QGP)的性质进行更细致的研究,作为升级计划中重要的一个内容是把ALICE 实验现有的内径迹系统探测器(Inner Tracking System,ITS)全面升级为基于单片有源像素传感器(Monolithic Active Pixel Sensor,MAPS)技术的硅像素探测器(习惯称之为ITS2),并在Run3 和Run 4 期间采集更多的铅核-铅核碰撞数据.新的ITS2 共由7 层(内3 层,中间2 层和外2 层)探测桶面组成,共由24 000 余片尺寸为3 cm × 1.5 cm 的MAPS 硅像素芯片(该芯片称之为ALPIDE)构成,有效探测面积达10 m2,共约120 亿像素.ALPIDE 芯片厚度为50 μm,单个像素的尺寸是27 μm × 29 μm,该芯片具有低功耗、高空间分辨率和高速读出等特点.ITS2 将使ALICE 探测器在测量极低横动量粒子时具备优异的探测效率和碰撞参数分辨率,同时也使ALICE 探测器适应于LHC 高束流亮度环境.目前ITS2 的探测器模块量产和测试已于2019 年完成,并在欧洲核子中心(CERN)洁净室完成了7 层桶面的组装与安装,于2020 年完成试运行测试.2021 年1 月启动ITS2 在ALICE 探测器中的安装与试运行工作,计划于2021 年5 月底完成ITS2 的安装与测试.本工作将对ALICE/ITS2 的探测器结构、ALPIDE 芯片和升级进展等方面进行介绍.
LHC ALICE 内径迹系统探测器 单片有源像素传感器 试运行
张彪 张李昂 邓文静 刘军 张文靖 柳东海 谭亚蕾 王亚平 孙向明 殷中宝 周代翠 黄光明 许怒
华中师范大学夸克与轻子物理教育部重点实验室暨粒子物理研究所,武汉 430079 华中师范大学硅像素实验室,武汉 430079 华中师范大学夸克与轻子物理教育部重点实验室暨粒子物理研究所,武汉 430079;华中师范大学硅像素实验室,武汉 430079 华中师范大学夸克与轻子物理教育部重点实验室暨粒子物理研究所,武汉 430079;华中师范大学硅像素实验室,武汉 430079;中国科学院近代物理研究所,兰州 730000
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2019-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）