7月5日，在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)中，质子有望再次以接近光速的速度相互碰撞，这也给美因茨约翰内斯·古登堡大学(JGU) PRISMA+卓越集群的物温湿度计理学家们带来了一些值得庆祝的事情。在过去的三年里，他们为ATLAS探测器的升级做出了重要贡献，确保它能够在世界上最大的粒子加速器Run 3期间处理更大的数据量。因此，研究人员希望对宇宙中最小的粒子获得新的和更广泛的见解。

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图/?Ralf Gugel博士/ JGU

胡里奥·维埃拉·德·索萨博士安装美因茨触发器 ATLAS检测器中的网卡

4月22日，经过36个多月的维护和改造阶段，质子再次被允许在27公里长的大型强子对撞机环内运行——尽管最初能量较低。在过去的几周里，加速器的功率一直在不断提高，因此它的物理项目将在明天正式启动。质子将以13.6万亿电子伏(13.6 TeV)的总能量碰撞——换句话说，每个电子束6.8 TeV。

对于Run 3, LHC团队已经显著提高了加速器的能力，并将其带到其容量的极限。大型强子对撞机不仅将以前所未有的能量水平产生粒子碰撞，而且这种碰撞的数量也将达到前所未有的水平。大型强子对撞机的四个探测器也必须进行大规模的重构，以确保它们能够跟上这一速度，并能够处理和分析相应大幅增加的数据流。其中ATLAS探测器，美因茨的物理学家在其改购物中心设计造中发挥了重要作用。

超快的电美因茨制造的nics

“我们在美因茨的团队在LHC的ATLAS实验中承担了相当大的责任，”Volker教授Büscher说，他帝王洁具图片和Stefan Tapprogge教授一直主要致力于所谓的‘触发’系统。这在数据的实时分析中具有基本的作用。“原则上，我们的探测器是一个巨大的相机，每秒‘拍摄’数百万次粒子碰撞，”Büscher解释道。但是不可能存储所有这些图片的数据。相反，触发系统会考虑每个图像，并实时决定它是否值得保存或丢弃。在运行3期间，LHC将产生更多的粒情歌对唱经典子碰撞，每秒将有更多的数据供新的触发系统处理。“这里的挑战是使在几微秒内整理更多的数据成为可能，而不失去有趣的物理，”Büscher补充说。这是在全自动高速电子设备的帮助下实现的。它的逻辑组件采用了最新的创新，并在技术的最前沿运作。“我们的美因茨系统每秒能够处理超过2tb的数据——这相当于可以存储在近500张dvd上的信息”——这是很难想象的。

触发器的核心是美因茨内部生产的设备;研发用于检测粒子碰撞产物的核心电子元件需要6到7年的努力。触发系统的其他组件和元素由来自世界各地的合作伙伴提供，包括美国、瑞典和英国的合作伙伴。Büscher团队的四名成员目前在CERN现场，以委托和校准新的触发电子和监测系统期间，正在进行的实验。

μ子的改进视图

美因茨的研究人员参与的另一个项目是ATLAS μ子光谱仪的检修。μ子是电子较重的“表亲”。物理学家对它们特别感兴趣，因为它们是在希格斯玻色子的衰变过程中产生的。“以新小轮子(NSW)的形式韩国穿越剧有哪些 建造最内部的μ子探测器是ATLAS升级项目最全面的任务之一。我们不得不从ATLAS探测器上移除之前的小轮子，然后开发新的小轮子，”Matthias 李弘基个人资料Schott教授澄清道。“有两个nsw，在探测器的两侧各有一个。”NSWs将使用两种不同的探测器技术来处理运行3期间产生的大量数据。各种组件采用八层微型气体探测器和小条形薄间隙室(STGCs)的形式，总有效表面积超过2500平方米。PRISMA探测器实验室的Schott教授团队多年来一直参与新南威尔士州项目，自2020年以来，已经建建筑安装企业造了100多个超平面探测器系统，并陆续集成到新南威尔士州系统中。在CERN现场的一个大型建筑大厅成功组装了两个NSW后(这一过程耗时数年)，首个NSW于2021年7月15日被运送到ATLAS探测器并安装在探测器上，为此它必须下放到ATLAS洞穴100米内。第二个新南威尔士州于2网络脱口秀021年11月4日加入了第一个新南威尔士州。“这是一项绝对精确的工作，也是后勤规划的杰作，”马蒂亚斯·肖特(Matthias Schott)高兴地指出。

新物理学即将问世?

2012年，在大型强子对撞机的第一次运行中，ATLAS和另一个大型强子对撞机实验一起探测到了希格斯玻色子。Büscher回忆道:“这种科学上的感觉为解开宇宙中最大的谜团提供了新的可能性。”在2015年至2018年的第二次实验中，欧洲核子研究中心的物理学家们得以研究希格斯玻色子的性质，并防火门品牌详细测试了粒子物理标准模型背后的理论。虽然该模型确实提供了一个非常准确的描述，说明自然世界是如何由几个基本的构建模块构成的，但有许多现象是它无法解释的。例如，暗物质是由什么组成的，以及为什么宇宙中物质比反物质多得多，目前还不清楚。LHC第三次运行的目的是更精确地确定希格斯玻色子的性质，并找到上述谜题的答案。这些答案可能涉及新的粒子和力，有助于解决海特产暗物质难题。美因茨的物理学家们对这些新的可能性感到兴奋，并期待着使用Run 3的数据进行工作。

ATLAS探测器

ATLAS(环形大型强子对撞机)是迄今为止集成在粒子加速器中的最大的粒子探测器。它大约有五层楼那么高。其磁体系统的环是ATLAS最突出的特点。它由8个25米长的超导磁线圈组成，围绕在封闭的束流管周围。它们会产生一个环形的什么学习机好 ，所谓的环形磁场，用来弯曲探测器筒中心产生的μ子的路径。探测器内的第二个磁场用来测量碰撞产生的所有粒子的动量。来自38个国家177个研究所的3200多名科学家和工程师正在ATLAS实验中合作。其中有18所院校位于德国。

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