Liebe Leute! Erlaubt mir mich kurz vorzustellen. Ich heiße Fadmar Osmić und hier ist die Geschichte, wie ich zu meinem Namen kam: Geboren wurde ich in Bosnien als Sohn eines Moslems und einer Serbin, also als Kind einer gemischten Ehe. Nun ist es so, dass es bei uns in Bosnien nur nationenspezifische Vornamen gibt. Um keine Seite der Familie zu benachteiligen, beschlossen meine Eltern einen Namen für mich zu erfinden. Nach langem Überlegen kamen sie überein aus ihrer beider Vornamen meinen Namen entstehen zu lassen. Aus Fadil und Mara wurde Fadmar. Jetzt lebe ich in Genf und arbeite am CERN. Und hier ist die Geschichte, wie es dazu kam:
Als 1992 in Bosnien Krieg ausbrach, war ich 14 Jahre alt, und ich flüchtete mit meiner Schwester nach Wien. Bücher halfen mir dabei Deutsch zu lernen, und so stieß ich auf ein Buch über Astronomie und Sternenentstehung. Daraufhin verschlang ich kiloweise Literatur zu diesem Thema und war fest entschlossen, Astronom zu werden. Es sollte jedoch anders kommen. Nach einem Tag der offenen Tür an der TU Wien, zu dem mich mein damaliger Physikprofessor geschleppt hatte, wurde ich in Prof. Kirchmayrs Bann gezogen und zur Physik bekehrt. Jahre später während eines ERASMUS Aufenthalts an der königlichen Universität Uppsala besuchte ich eine Reihe von Vorlesungen und Praktika über Atomphysik. Mein Interesse war geweckt. Endgültig um mich geschehen war es nach Prof. Fabjans Vorlesung „Grundlagen der Teilchendetektoren”, und ich war überzeugt davon, mein Doktorat am CERN machen zu wollen.
Und hier ist die Geschichte von ALICE:
ALICE, nicht im Wunderland, sondern hundert Meter tief unter der Erde. ALICE ist „A Large Ion Collider Experiment”, eines der vier großen Experimente am LHC. Es ist speziell für Kollisionen schwerer Ionen konzipiert, mit dem Ziel schwerwechselwirkende Materie bei extremen Energiedichten zu beobachten. Es werden QCD - Phasenübergänge und die Physik des Quarkgluonplasmas untersucht. Daraus erhoffen wir uns ein besseres Verständnis der Entstehung unseres Universums - Stichwort BIG BANG. Geplant ist aber auch am Proton-Proton-Programm des LHC teilzunehmen. Der größte Beitrag zur Proton-Proton Physik des LHC Programmes wird im Bereich niederer Transversalimpulse liegen, wofür ALICE optimiert ist.
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| ALICE Detektorsysteme |
ALICE besteht aus 15 verschiedenen Detektorsystemen. Ich selbst arbeite am Siliziumpixeldetektor (SPD), der die ersten beiden Lagen (innerer Radius 3.9 cm, äußerer Radius 7.6 cm) des Inner Tracking Systems (ITS) bildet. In den Pb-Pb Ereignissen werden Teilchenmultiplizitäten von bis zu 100 pro cm2 in der ersten SPD-Lage vorausgesagt. Durch die hohe Granularität des SPD (Pixelgröße 50 x 425 μm2 bei ~10 Millionen Kanälen) und exakte Ortsauflösung (< 10 μm in rφ-Richtung) wird gemeinsam mit den anderen Vertexdetektoren und der Time Projection Chamber (TPC) eine genaue Spurrekonstruktion ermöglicht. Das ist wichtig im Hinblick auf die Bestimmung der primären und sekundären Vertices, die zur Rekonstruktion des Zerfalls der Strange-, Charm- und Beauty-Teilchen benötigt werden.
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| Illustration der zwei Lagen des SPD |
Der SPD wird aus sogenannten Hybridsiliziumpixeldetektoren gebildet. Dabei werden die einzelnen Pixelzellen eines ASIC Auslesechips mittels Flip-Chip Technologie mit den Zellen eines Si-Sensors verbunden („bump-bonding”). Die Verbindungsstellen haben einen Durchmesser von ca. 25 μm und sind aus Pb-Sn. Die 9.8 x 106 Pixel-Zellen des SPD sind auf 1200 Auslesechips aufgeteilt. Je fünf Chips werden mit einen Silizium Sensor verbunden, um eine sogenannte Leiter zu bilden. Um die sehr strengen Materialbeschränkungen in ALICE (1% der Strahlungslänge X0 pro Lage - die Teilchenspuren sollen möglichst wenig beeinflusst werden) zu erfüllen, wird der Sensor nur eine Dicke von 200 μm und der Auslesechip 150 μm haben. Auf die Rückseite von zwei Leitern wird ein aus Aluminium und Kapton bestehendes mehrschichtiges Flachkabel geklebt. Dieses Kabel dient zur Spannungsversorgung und zur Übertragung von Kontroll- und Datensignalen. Die Verbindungen zwischen den verschiedenen Leitungen des Flachkabels und den Kontaktfeldern der Chips erfolgen über sogenannte „wire-bonds” (25 μm Al-Draht). Ausgelesen werden die Chips über das Multi Chip Module (MCM), das als Interface zwischen der Elektronik im Kontrollraum und dem Detektor dient. Zwei Leiter, ein Flachkabel und ein MCM bilden ein Modul („half-stave”). Je zwei Module zusammengesetzt zu einem „stave” werden auf zehn 200 μm dicke Karbonfaser Stütztstrukturen montiert. In diesen Strukturen sind weiters Edelstahlleitungen mit 40 μm Wandstärke integriert, um den SPD zu kühlen (1.5 kW).
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| Komponenten des SPD |
Eine meiner Aufgaben in der SPD Gruppe, war das Aufbauen eines Laser Test Systems basierend auf einem gepulsten 1060 nm InGaAs Fabry Perot Laser. Das Test System wurde benutzt, um Ladungsteilung zwischen zwei benachbarten Pixeln zu untersuchen. Mit den Resultaten aus diesem Experiment wurden die Parameter für die Clustergrößensimulationen und die intrinsische örtliche Auflösung, die im Rahmen der Beamtests berechnet wurden, bestätigt. Eine zweite Reihe der Messungen wurde zur Charakterisierung des FastOR-Signals durchgeführt. Das FastOR-Signal ist eine spezielle Eigenschaft des SPD, welches zum L0_Trigger von ALICE in Proton-Proton Kollisionen beitragen wird. Werden ein oder mehrere Hits in der Pixelmatrix registriert, wird das Fast-OR Signal generiert und direkt zur Triggerelektronik weitergeleitet. Die Chip-Latency, also die Zeit, die der Chip braucht, um das FO-Signal nach dem Ionisationsprozess zu generieren, konnte gemessen werden.
Das Arbeiten in einem so renommierten internationalen Labor bringt mir neben dem offensichtlichen wissenschaftlichen Nutzen auch persönlich sehr viel. Ich bin mir sicher, viele Erfahrungen, die ich hier sammeln konnte, werden mir in meinem späteren Leben von großem Nutzen sein. Ich plane im Frühjahr 2006 meine Doktorarbeit zu beenden und hoffentlich danach auf dem Gebiet der Teilchenphysik weiterarbeiten zu können.
Ich hoffe, Ihr kennt mich jetzt ein wenig besser, vor allem meine physikalische Seite. Ich bedanke mich für Euer Interesse und möchte mit einem für mich wichtigen Zitat, das mich auch sehr gut beschreibt, verabschieden: „Flach spielen, hoch gewinnen!”
Fadmar
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