Uno dei più grandi progetti in corso presso il centro di ricerca del CERN vicino a Ginevra, l'esperimento ATLAS, sta per essere aggiornato. ATLAS ha svolto un ruolo cruciale nella scoperta del bosone di Higgs nel 2012. Con una lunghezza di 46 metri e un diametro di 25 metri, il rivelatore ATLAS è quindi il dispositivo più grande del suo genere utilizzato in un acceleratore di particelle. È previsto l'aggiornamento del rivelatore ATLAS dalla fine del 2018 in poi. I ricercatori della Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) e del CERN hanno sviluppato un prototipo iniziale per questo sforzo, che ora è stato installato presso il rivelatore ATLAS. Qui sta registrando le collisioni di particelle dal Large Hadron Collider (LHC).

"Il nostro prototipo rappresenta un progetto per i futuri rivelatori di particelle da produrre in tutto il mondo per l'installazione in ATLAS nel 2019/2020, " ha spiegato il professor Matthias Schott, che è stato nominato a una cattedra di Lichtenberg in Fisica Sperimentale delle Particelle presso la JGU nel 2013. Lui e il suo gruppo di lavoro hanno collaborato con i loro colleghi del CERN per diversi anni allo sviluppo di questo rivoluzionario prototipo.

L'esperimento ATLAS è uno dei quattro principali rivelatori di particelle dell'LHC. È stato specificamente progettato per studiare i componenti fondamentali della materia e per saperne di più sul bosone di Higgs. Lo spettrometro per muoni del rivelatore ATLAS svolge un ruolo centrale in quanto rileva e misura i muoni che possono essere creati dal decadimento del bosone di Higgs. I rivelatori di muoni sono montati in tre strati su entrambi i lati esterni del rivelatore ATLAS a forma di cilindro. Lo strato più interno, conosciuta come la Piccola Ruota, deve essere sostituito da rivelatori di gas a microstruttura innovativi nell'ambito del progetto di aggiornamento. Questi cosiddetti rivelatori Micromegas impiegano una tecnologia che è stata sviluppata di recente e non è stata ancora utilizzata in progetti su così larga scala. "I vari strati delle New Small Wheels con i loro 10 metri di diametro forniranno una superficie attiva del rivelatore di 2500 metri quadrati e saranno quindi in grado di coprire un'ampia gamma dell'intero spettro dei muoni, " ha aggiunto Schott.

Il professor Matthias Schott e il suo team hanno testato per la prima volta il prototipo di rivelatore nel Mainz Microtron MAMI, un acceleratore di particelle situato nel campus della JGU, prima di installarlo allo spettrometro per muoni dell'esperimento ATLAS. I test sono in corso da diverse settimane e ad oggi tutto sembra andare secondo i piani. "Abbiamo raggiunto un traguardo e i risultati dei nostri primi test sono davvero molto promettenti, " ha concluso Schott.

I fisici di Mainz sono già fiduciosi che sarà possibile completare con successo il grande progetto di aggiornamento nel 2018 basato su questo capolavoro di tecnologia. A lavorare alla New Small Wheel (NSW) saranno le università di Friburgo, Monaco, Würzburg, e Magonza, istituti partner in Francia, Grecia, Italia, e Russia, nonché ricercatori del CERN. Negli anni a venire, Il professor Matthias Schott e il suo team potranno contare sull'importante supporto del laboratorio di rivelatori del Cluster of Excellence 'Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter" (PRISMA) presso l'Università di Magonza. Diversi milioni di euro devono essere investiti nel progetto nel suo complesso. Il lavoro di aggiornamento dovrebbe essere completato entro il 2021 in modo che ATLAS sarà quindi in grado di registrare ancora più dati che mai da collisioni di particelle più frequenti, fornendo così nuove intuizioni sui mattoni fondamentali della materia.