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Für das ALICE-Experiment wird ein neues elektromagnetisches und hadronisches Kalorimeter geplant, das Forward Calorimeter (FoCal). Es soll 2027 funktionsfähig in das ALICE-Detektorsystem integriert sein.
Das FoCal soll aus zwei Teilen bestehen: Einem herkömmlichen hadronischen Kalorimeter zur Messung von Hadronen und zur Jet-Findung und einem elektromagnetischen Kalorimeter zur Messung direkter Photonen und neutraler Pionen.
Der elektromagnetische Teil setzt sich aus sich abwechselnden Silizium- und Wolfram-Schichten zusammen, wobei Silizium-Pad- und hochauflösende Silizium-Pixel-Sensoren verwendet werden. Dabei werden für Kalorimeter neuartige sogenannte Monolithic Active Pixel Sensoren (MAPS) eingesetzt. Ursprünglich für Anwendungen in moderner Heimelektronik entwickelt, hat der Einsatz dieser Siliziumpixelsensoren zur Detektion von elektrisch geladenen Teilchen in den letzten Jahren immer größere Anwendung gefunden.
Nach Einbau und Fertigstellung wird das FoCal in der Lage sein, direkte Photonen bei hoher Rapidität zu messen und diese von Zerfallsphotonen zu unterscheiden.
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Das EPICAL-2-Kalorimeter wurde als Prototyp für das FoCAL als elektromagnetisches Pixel-Kalorimeter im Sandwich-Design konzipiert, das auf Silizium-Pixelsensoren mit einer binärer Auslese basiert und Wolfram als Absorbermaterial verwendet. Obgleich die Entwicklung des EPICAL-2 im Rahmen der ALICE-Upgrades am CERN durchgeführt wird, dient sie auch als eigenständige Studie dem allgemeinen Verständnis eines vollständigen digitalen Kalorimeters.
Die Arbeitsgruppe beteiligt sich an der Entwicklung des Kalorimeterprototypen EPICAL-2 sowie der Vorbereitung der Analyse und Auswertung der Focal- und Teststrahl-Daten.
(Abbildung: Testmodule des FoCal-Detektors, © H. Büsching)
