ALICE 内跟踪系统的升级

ALICE 实验的内跟踪系统(ITS)将在 2019—2020 年第二次 LHC 长期关机期间进行升级。ALICE ITS 升级的主要目标是通过获取大量事件样本,实现对低动量粒子(< 1 GeV/c)的高精度测量,这得益于 Run 3 期间 Pb-Pb 碰撞的 LHC 瞬时亮度提升至 $\mathcal{L} = 6 \cdot 10^{27} cm^{-2} s^{-1}$。为此,ITS 升级项目侧重于提高读出速率、改善碰撞参数分辨率,以及提升跟踪效率和位置分辨率。主要的装置改动是将现有 ITS 替换为七层硅像素探测器。为此开发的 ALPIDE 芯片是一种 CMOS 单片有源像素传感器(MAPS),可提供 5 $\mu$m 的空间分辨率。MAPS 与严苛的机械设计相结合,使最内层物质预算降至 0.35% $X_0$,外层降至 1% $X_0$。探测器设计在研究开发阶段通过多种测试进行了验证,确保其在 ALICE 内的整个寿命期内正常运行。生产阶段已接近完成,所有新组装的部件正接受不同测试,旨在表征模块与杆件并确定其合格等级。本报告描述了探测器设计、研究开发阶段进行的测量以及生产状态。