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英飛凌傳感器芯片助歐洲核子研究組織揭示宇宙奧秘

2016-04-29

  2016年4月29日,德國慕尼黑和奧地利菲拉赫——人類對95%的宇宙仍是一無所知,。位于日內瓦全球最大的歐洲核子研究組織(以下簡稱CERN)的科學家們正努力解開這些謎團,。2012年5月,,這里的研究人員發(fā)現(xiàn)了所謂的希格斯玻色子,,而彼得?希格斯和弗朗索瓦?恩格勒也憑此獲得了諾貝爾物理學獎,。CERN的科學家們目前正在研究暗物質:盡管暗物質的量可能是宇宙中可見物質的五倍,,但是這只能被間接證實,。借助一點運氣,,CERN將會成功生成暗物質。

  一種獨具特色的傳感器芯片可為證實暗物質的存在作出貢獻:這款8英寸芯片(15cmx10cm)由英飛凌奧地利和奧地利科學院高能物理研究所(以下簡稱HEPHY)共同開發(fā),。在不久的將來,,CERN可使用數(shù)以萬計的這種傳感器芯片,。它們不僅比前一代6英寸傳感器芯片的生產成本更低,而且這些組件可更好地耐受持續(xù)性輻射,,因此比前一代產品老化速度更慢,。沒有耐受力好的傳感器將很難完成計劃好的實驗。

  CERN的實驗是分析物質的結構和基本粒子之間的相互作用:質子被加速至接近光速后發(fā)生碰撞,,產生新顆粒,,然后利用不同的探測器對其屬性進行重構。CERN實驗物理部門負責人Manfred Krammer博士表示,,“在粒子物理學和宇宙學中,,有許多問題仍懸而未決,人類迄今為止無法給出答案,。為了在這些領域取得新進展,,我們需要新一代粒子傳感器。與英飛凌這樣的高科技公司合作可使我們開發(fā)出所需的技術,?!?/p>

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CERN_在安裝中CMS跟蹤器的一端打開


CERN_在CMS試驗裝置中安裝全球最大的硅跟蹤探測器.jpg

CERN_在CMS試驗裝置中安裝全球最大的硅跟蹤探測器 

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CERN_CMS內部跟蹤器筒體上半部

      探測器高達數(shù)層樓,低至地下百米

  目前在用的兩個使用英飛凌傳感器的探測器是ATLAS (一個環(huán)形LHC設備)和CMS (緊湊型繆子螺線管),。粒子物理學實驗設備實際上就是巨型照相機:當粒子穿過硅探測器,,探測器對其進行登記。這兩臺探測器位于100米深的地下,,分別高達20米(ATLAS)和15米(CMS),。它們幾乎全天候運行,每秒進行4000萬次獨立實驗,。英飛凌及HEPHY正在探討制造總面積達1000平方米的芯片,。

  但是研究人員需要很大的毅力,。英飛凌電源管理與多元化市場部總經理Andreas Urschitz 指出:“可能需要數(shù)代人進行基礎研究以改變我們的日常生活,。但這不能阻止人們進行研究。沒有居里夫人我們就沒有X射線,。沒有麥克斯韋爾就沒有移動電話,。”居里夫人于1898年提出了“放射性”概念,。蘇格蘭物理學家詹姆斯?克拉克?麥克斯韋爾于1861年至1864年期間提出的電磁場方程已有150年歷史,。

  為CERN開發(fā)的技術可在10年之內幫助癌癥患者:數(shù)組科學家正在測試質子計算機斷層掃描儀。這種醫(yī)療成像的基本原理與CERN芯片技術的基本原理相同,。英飛凌和HEPHY正在開發(fā)的這種大型硅探測器可在輻射治療過程中提供斷層圖像,。這將能更好地確定腫瘤的位置,與傳統(tǒng)X射線相比能減少對健康組織的損害,。它能將輻射負荷降低40倍,。

  在研究領域,,英飛凌的傳感器生產已經引起廣泛關注:英飛凌和HEPHY開展的項目贏得了2014年Houska獎的第二名,這是奧地利最大的商業(yè)研究類私人獎項,。


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