Wir erinnern uns, dass im CBM-Experiment relativistische Kern-Kern-Kollisionen mit beispiellosen Kollisionsraten von bis zu 10 MHz gemessen werden sollen, was Datenraten von bis zu 1 TB pro Sekunde generieren wird. Es stellt also nicht nur der experimentelle Aufbau eine Herausforderung für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR dar, sondern auch die Erfassung der aus den Experimenten gewonnenen ungeheuren Datenmengen.
Damit später beim Hauptexperiment alles einwandfrei läuft, wurde daher schon jetzt ein kompletter Testaufbau geschaffen: Das sogenannte mCBM@SIS18 (mini Compressed Baryonic Matter-Experiment, kurz mCBM) am SIS18 (Schwerionensynchrotron 18). Es stellt das FAIR Phase-0-Experiment dar und wurde vor allen anderen ins Leben gerufen.
An ihm werden die
Detektorkomponenten, die später für den CBM-Aufbau vorgesehen sind,
hinsichtlich ihrer Funktionsweise geprüft. Das heißt, dass ein Großteil
der Systeme schon in ihrem Zusammenwirken getestet werden, bevor sie im
Hauptexperiment zum Einsatz kommen. Dies betrifft den Betrieb der
Detektorprototypen in einer Hochrate-Kern-Kern-Kollisionsumgebung, das
Free-Streaming-Datenerfassungssystem einschließlich des Datentransports
zu einer Hochleistungs-Rechnerfarm im Green IT Cube, die Online-Spur-
und Ereignisrekonstruktion sowie die Algorythmen zur Ereignisauswahl,
die Offline-Datenanalyse und schließlich das Detektor-Kontrollsystem
unter realistischen Experimentbedingungen. Das mCBM-Experiment wird es
also ermöglichen, die Leistung der Detektor-Subsysteme einschließlich
der Softwarekette unter realistischen Experimentbedingungen zu testen
und zu optimieren. Dadurch wird gewährleistet, dass das geplante
CBM-Experiment mit einem großen Erfahrungsschatz hinsichtlich der
ordnungsgemäßen Funktion und Leistungsfähigkeit der künftigen
CBM-Detektorsysteme und der dazugehörenden Elektronik startet. Dank der
aus mCBM gewonnenen Expertise wird somit eine schnellere Inbetriebnahme
des CBM-Experiments möglich.
Der Testaufbau umfasst aber nicht
nur Detektormodule aller CBM-Detektor-Subsysteme, sondern er ist
bereits hinter einem festen Target unter einem bestimmten Winkel
positioniert und verzichtet dabei auf ein Magnetfeld, sodass geladene
Teilchen gemessen werden können, die in Kern-Kern-Kollisionen erzeugt
werden und die Detektorstationen auf geraden Bahnen durchlaufen. Somit
ist es möglich, schon jetzt schwache Hyperonenzerfälle zu
rekonstruieren, wobei in Kombination mit den hohen Ereignisraten sogar
die Hyperonenproduktion selbst bei sehr niedrigen Strahlenergien
untersucht werden kann. So wird der Testaufbau selbst zur
Experimentierstation, aus der die Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler der Helmholtz Forschungsakademie bereits wichtige
physikalische Erkenntnisse gewinnen können.
