22.05.2012

Neue Helmholtz-Plattform für Detektortechnologien

Die Helmholtz-Gemeinschaft baut eine Plattform auf, um Detektortechnologien und Detektorsysteme weiter zu entwickeln. Neun Helmholtz-Einrichtungen, unter ihnen DESY, sind an dem Projekt beteiligt. Daneben werden die Kompetenzen aus elf Universitäten und sieben Forschungseinrichtungen aus dem In- und Ausland mit eingebunden. Die Detektorinitiative wird als Portfoliothema von 2012 bis 2016 mit 13 Mio. Euro von der Helmholtz-Gemeinschaft gefördert

Der CMS-Detektor am LHC.

Ziel der neuen Forschungsplattform ist es, Grundlagen und Technologien zu schaffen, um hochintegrierte Detektoren für Photonen und Teilchen zu entwickeln, die Datenübertragung und -auswertung zu optimieren sowie exemplarische Detektorprototypen zu entwerfen und zu bauen. „Auf allen Themengebieten des neuen Helmholtz-Portfoliothemas ist DESY aktiv und kann entscheidende Impulse setzen“, sagt Ties Behnke, der die Initiative zusammen mit Heinz Graafsma von DESY aus betreut.

Ein zentrales Thema der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind Siliziumdetektoren. Sie werden sowohl für Nachweisinstrumente am European XFEL als auch am LHC benötigt. Hier wollen die Forscher insbesondere den Integrierungsgrad erhöhen. „Bisher sind Detektor und Ausleseelektronik in einer Ebene untergebracht“, so Behnke. „Für die Zukunft planen wir einen dreidimensionalen Aufbau, bei dem wir die Auslese und Versorgung des Detektors schichtweise hinter der eigentlichen Nachweisschicht aufbauen – sozusagen ein 3D-Siliziumdetektor.“ Mit dieser Art von Detektoren ist ein breites Feld von Anwendungen auch weit jenseits der Grundlagenforschung denkbar.

Eine intelligente Auslese und schnelle Datenübertragung sind ein weiteres Thema, dem sich die Wissenschaftler annehmen wollen. „Anlagen wie der European XFEL oder FLASH erzeugen Lichtblitze von wenigen zig Femtosekunden Dauer, und davon bis zu 27 000 pro Sekunde“, erklärt Heinz Graafsma. „Diese schnelle Rate müssen unsere Detektoren mit einer räumlichen Auflösung und einer Empfindlichkeitsbandbreite wie nie zuvor auslesen – eine Herausforderung, wie geschaffen für unsere Experten aus der Teilchenphysik und der Photon Science.“