Vorbereitungen für die “High-Luminosity” Ära: Dresdner ATLAS-Gruppen bereiten den nächsten Schritt am CERN vor

Am vergangenen Wochenende fanden die vorerst letzten Teilchen-Kollisionen am Large Hadron Collider (LHC) des CERN statt. Damit ist der dritte Betriebszyklus, der sogenannte Run 3, am weltweit größten Teilchenbeschleuniger zu Ende gegangen. Nach vier Jahren erfolgreicher Datennahme beginnt nun eine neue Phase: Bis voraussichtlich 2030 werden der Beschleuniger und die großen Experimente umfassend modernisiert und auf den High-Luminosity LHC (HL-LHC) vorbereitet. Auch die beiden ATLAS-Gruppen am Institut für Kern- und Teilchenphysik der TU Dresden unter der Leitung von Prof. Arno Straessner und Prof. Frank Siegert sind an diesem Übergang maßgeblich beteiligt. 

Der High-Luminosity LHC wird ab 2030 eine etwa zehnmal größere Datenmenge liefern als bisher. Die deutlich höhere Luminosität ermöglicht es, äußerst seltene Teilchenprozesse mit bisher unerreichter Präzision zu untersuchen. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an die Detektoren erheblich: Bei jeder Strahlkreuzung werden etwa 200 Proton-Proton-Kollisionen gleichzeitig stattfinden.

Die Arbeitsgruppe von Arno Straessner entwickelt hierfür neue Verfahren zur schnellen und präzisen Auslese der Signale des ATLAS-Kalorimeters. Ziel ist es, auch unter den wesentlich anspruchsvolleren Bedingungen des HL-LHC die Energien der erzeugten Teilchen präzise zu messen. Arno Straessner erläutert: “Der Umbau ist Voraussetzung dafür, die Chancen des HL-LHC überhaupt nutzen zu können". Die neuen Detektorkomponenten sollen ab 2027 im ATLAS-Experiment installiert werden.

Davon wird auch die Arbeitsgruppe von Frank Siegert profitieren, die anhand von äußerst raren Streuprozesse am LHC die Eigenschaften des Higgs-Mechanismus untersucht. “Die größte Herausforderung liegt in der Seltenheit dieser Ereignisse”, so Frank Siegert. Daher wird die künftig deutlich größere Datenmenge des HL-LHC mit Spannung erwartet.

Mit dem Ende von Run 3 beginnt daher keineswegs eine Pause für die Dresdner Wissenschaftler:innen. Die kommenden Jahre stehen ganz im Zeichen der Vorbereitungen auf die nächste Ausbaustufe des ATLAS-Experiments und damit auf neue Einblicke in die fundamentalen Bausteine unseres Universums. 

Kontakt:
Prof. Frank Siegert
Prof. Arno Straessner