CMS – Compact Muon Solenoid

CMS Compact Muon Solenoid

Der CMS-Detektor wurde an der Oberfläche zusammengebaut und dann in Scheiben in die unterirdische Kaverne herabgelassen, wo die Scheiben wieder zusammengebaut wurden.
Foto: CERN

Der CMS-Detektor ist neben ATLAS einer der beiden Universaldetektoren am LHC. Beide forschen an einem breiten Spektrum der Physik. Wie auch beim ATLAS-Experiment suchen Wissenschaftler mit Hilfe von CMS nach dem Higgs-Boson, Extra-Dimensionen und supersymmetrischen Teilchen. Obwohl CMS die gleichen wissenschaftlichen Ziele wie ATLAS verfolgt, nutzen die Forscher in den Komponenten eine andere Technik. Auch der Detektormagnet ist anders aufgebaut als bei ATLAS. Die Entdeckungen bei CMS können daher von ATLAS unabhängig überprüft werden und umgekehrt.

Im Inneren des CMS-Detektors befindet sich ein großer Solenoidmagnet. Dieser besteht aus einer zylindrischen Spule aus supraleitendem Kabel und hat ein Magnetfeld von 4 Tesla. Das ist etwa 100 000 Mal so stark wie das Magnetfeld der Erde. Im Inneren dieses Magneten befinden sich die zentralen Komponenten des CMS-Detektors. Zunächst der Spurdetektor, der aus Siliziumstreifenzählern aufgebaut ist. Mit einer aktiven Fläche von 210 m² ist er mit Abstand der größte seiner Art. Die deutschen CMS-Forschergruppen haben wesentliche Beiträge zu Entwicklung und Konstruktion des Silizium-Spurdetektors geleistet.

Das enorme Gewicht des Detektors von 12 500 Tonnen entsteht vor allem durch das massive Stahljoch, das das Magnetfeld begrenzt. Es besteht aus drei Ringen, deren Zwischenräume mit gasgefüllten Kammern bestückt sind. Der Nachweis von Myonen, die selbst dieses Stahljoch durchdringen, ist ein Schwerpunkt des Experiments, was bereits im Namen „Compact Muon Solenoid“ zum Ausdruck kommt. Insgesamt decken die Myonkammern von CMS eine Fläche von 18 000 Quadratmetern ab. Das entspricht zwei Fußballfeldern.

Das Besondere an der Montage dieses Detektors war, dass er nicht wie die anderen Detektoren an seinem unterirdischen Standort, sondern an der Oberfläche gebaut wurde. Erst nach der Fertigstellung wurden die 11 Scheiben des Detektors einzeln in die Kaverne heruntergelassen und dort wieder zusammengebaut.

Mehr als 3000 Wissenschaftler arbeiten am CMS-Experiment. Sie kommen von 172 Instituten aus 40 Ländern (Stand: April 2013). Aus Deutschland sind Wissenschaftler der Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Universität Hamburg, Universität Karlsruhe (TH) und das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY beteiligt.


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