CMOS 技术在 ALICE 实验中的应用

单晶活性像素传感器（MAPS）将探测部件与前端电子集成于同一硅层，运用了 CMOS 技术。凭借该商业工艺的进展，MAPS 过去十年间在集成密度、辐射硬度及读出速度方面取得了显著进展。该技术首次应用于高能物理实验，为 BNL 的 STAR 实验装配的 PXL 检测器。同期，ALICE 合作组开始开发新型 MAPS，以提升性能，组装新检 器取代 LHC Run 1 与 Run 2 期间使用的内部跟踪系统。该项目导向 ALPIDE 传感器，现已成功装配于多种系统。自 2019 年起，凭借 ALPIDE 传感器设计经验，ALICE 合作组启动了新的研发阶段，即 ITS3 项目。目标是设计首个基于 wafer-size 传感器的圆柱形检 器，采用 65 nm CMOS 工艺。该新检 器预计将在 LHC Run 4 期间获取数据。ALICE 合作组提交了新的实验提案，旨在在 LHC Run 5 前取代现有检 器系统。基于近年来在 MAPS 方面的经验，构思了一套紧凑型全硅检 器系统，以提供对夸克-夸子等离子体表征的前所未有的洞察。