Con enormes puertas rojas que pesan 350 toneladas cada una, se necesita algo más que pronunciar "ábrete sésamo" para abrir el detector ALICE. Detrás de las puertas se encuentra el funcionamiento interno de un detector único construido para estudiar las condiciones de la materia momentos después del nacimiento del Universo. condiciones que se recrean en el LHC.

Cuando el complejo de aceleradores del CERN se apagó en diciembre de 2018, científicos y técnicos entraron en la caverna ALICE, 56 metros bajo tierra, para abrir el blindaje masivo alrededor del imán y comenzar a trabajar en el detector. Este trabajo de mantenimiento y actualización tendrá una duración de dos años, el tiempo que el CERN ha asignado para una pausa técnica denominada Long Shutdown 2 (LS2). Para ALICE, Las actividades de LS2 comenzaron a un ritmo rápido, con un programa completo planificado de actualizaciones o reemplazos de subdetectores, así como de sistemas de activación y adquisición de datos.

ALICE se dedica al estudio del plasma de quarks-gluones (QGP), un estado de la materia que prevaleció en los primeros instantes del Universo. Chocando partículas a saber, protones y núcleos de plomo, del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), ALICE puede recopilar datos en la frontera de la alta energía.

Mayor luminosidad, primero en 2021 y luego en el proyecto High-Luminosity LHC (HL-LHC), abrirá un abanico de posibilidades y desafíos para ALICE. Un aumento en la luminosidad, una medida del número de colisiones por unidad de tiempo, permitirá a ALICE estudiar fenómenos raros y realizar mediciones de alta precisión. arrojar luz sobre la termodinámica, evolución y flujo del QGP, así como en las interacciones de quarks y gluones.

Durante esta actualización, un tubo de viga de menor diámetro reemplazará al existente de ALICE. Dentro del tubo de la viga, las partículas viajan casi a la velocidad de la luz y chocan dentro del núcleo del detector, generando muchas partículas nuevas. Los científicos están interesados ​​en determinar la posición del punto de interacción, y la reducción del diámetro de la tubería del haz mejora esta medición en un factor de tres con respecto al detector actual. ALICE también mejorará en la detección de partículas con una vida útil más corta, es decir, los que decaen más cerca del punto de interacción.

La necesidad de una nueva tubería de viga está relacionada con el reemplazo del sistema de seguimiento interno (ITS), que lo rodea. El nuevo ITS estará equipado con innovadores, chips de sensor de píxeles compactos. Este sistema de seguimiento mide las propiedades de las partículas que emergen de las colisiones, por lo que debe ser de acción rápida y precisa para manejar las tasas de colisión más altas en el futuro. El nuevo sistema mejorará drásticamente la capacidad del detector para localizar y reconstruir las trayectorias de las partículas.

El sensor y los chips de lectura integrados en la misma pieza de silicio para el nuevo sistema de seguimiento interno también se utilizarán en el rastreador de muones hacia adelante (MFT), que rastrea los muones cerca del tubo de la viga. Esto promete una excelente resolución espacial, haciendo que ALICE no solo sea más sensible a varias mediciones, pero también capaz de acceder a otros nuevos que actualmente están fuera de su alcance.

Una importante mejora de la cámara de proyección de tiempo ALICE (TPC), un cilindro de 88 metros cúbicos lleno de gas y detectores de lectura que sigue las trayectorias de las partículas en 3-D, también está en curso. Las partículas cargadas que salen del punto de colisión ionizan el gas a lo largo de su trayectoria, liberando nubes de electrones que se desplazan hacia las placas terminales del cilindro. Estos forman una señal que se amplifica y luego se lee. La lectura actual, basado en tecnología de cámara proporcional de múltiples cables, no podrá hacer frente al aumento de las tasas de interacción, por lo que será reemplazado por cámaras multiplicadoras de electrones de gas (GEM) de múltiples etapas. Esta actualización aumentará la tasa de lectura del detector en aproximadamente dos órdenes de magnitud.

Además, un nuevo detector de activación de interacción rápida (FIT) detectará partículas que se dispersan con un ángulo pequeño en relación con la dirección del haz y reemplazará a tres detectores de activación actuales. Eliminará las señales no deseadas, incluidas las interacciones de la viga con el gas residual en la tubería de la viga.

Un factor de ganancia de 100 en estadísticas.

Como consecuencia del aumento de la luminosidad y la tasa de interacción, tendrá que procesarse y seleccionarse una cantidad significativamente mayor de datos. Electrónica más potente, Por lo tanto, los sistemas informáticos y de procesamiento de datos se han diseñado para mantener un alto rendimiento y rendimiento. La colaboración de ALICE está instalando actualmente un nuevo centro de datos sobre el suelo para mejorar la capacidad informática. Cuando comience la nueva ejecución del LHC en 2021, el detector significativamente mejorado ofrecerá un factor de ganancia de 100 en estadísticas.

Cuando las puertas magnéticas de ALICE se cierren de nuevo en el verano de 2020, esconderán un instrumento aún más poderoso, listo para embarcarse en más colisiones y más toma de datos.