Home
New phds

Warning message

There has not been added a translated version of this content. You can either try searching or go to the "area" home page to see if you can find the information there
Ny doktorgrad

Oppgradering av det indre sporings-systemet i ALICE

Simon Voigt Nesbø disputerer 3.6.2022 for ph.d.-graden ved Universitetet i Bergen med avhandlingen "Readout Electronics for the Upgraded ITS Detector in the ALICE Experiment".

Main content

ALICE er et eksperiment ved LHC-akseleratoren på CERN, som studerer blykjerner som kolliderer med en massesenterenergi på 5 TeV per nukleon. I en slik kollisjon er tettheten av materie og energi høy nok til å frigjøre de subatomære kvarkene fra gluon-bindinger, en tilstand kjent som Quark Gluon Plasma. Universet var i en slik tilstand ved Big Bang. Når plasmaet kjøles, inngås det nye bindinger mellom kvarkene, og det dannes tusenvis av nye partikler som skyter ut fra kollisjonspunktet. Ved å detektere, spore, og lagre data for disse partiklene, studerer ALICE-eksperimentet Big Bang og QGP.

Eksperimenter i subatomær fysikk må gjøre svært mange gjentatte målinger av samme fenomen for å kunne gi resultater med høy presisjon. I over tre år har LHC vært stengt ned for oppgraderinger, slik at stråleintensiteten er betydelig økt. Kollisjonsfrekvensen i ALICE-eksperimenter er mer enn ti ganger større enn tidligere. Det indre sporings-systemet i ALICE måtte oppgraderes for å håndtere denne frekvensen. Det nye systemet består av nesten 25 000 pikseldetektor-brikker, som er arrangert i syv sylindriske lag. Sammen utgjør de i praksis et 12.5 Gigapiksel kamera som er spesielt tilpasset deteksjon av subatomære partikler.

Avhandlingen omhandler design av det elektroniske utlesningssystemet, samt systemsimuleringer av detektoren med fokus på utlesning av data. Utlesningssystemet består av 192 utlesningskort som er plassert i to kabinetter et par meter fra detektoren. Utlesningskortet bruker en høyhastighets FPGA, en konfigurerbar mikrobrikke som brukes innen digital design, for å lese ut store mengder data fra pikseldetektor-brikkene. Tre optiske linker per kort, hver på 3.6 Gbps, brukes for å transportere data videre til en server-park.

Siden utlesningssystemet er plassert i nærheten av eksperimentets kollisjonspunkt, vil det bli utsatt for en moderat mengde stråling. Dette kan medføre operasjonelle feil, så det er tatt spesielle hensyn for å gjøre systemet strålingstolerant.

Personalia

Simon Voigt Nesbø er bachelor i elektronikk fra Høgskolen i Bergen, og master i Electrical Engineering med fokus på mikroelektronikk ved University of Bridgeport i USA. Han er fagutdannet som automatiker, og har vært ingeniør ved bedriften North Sea Electronics. Doktorgradsarbeidet ble utført på Institutt for fysikk og teknologi ved Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet, i en stipendiatstilling ved Høgskulen på Vestlandet. Nå er han ansatt i bedriften Scandinavian Reach Technologies.