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CERN 연구소는 새로운 물리 현상의 탐색 및 표준모형의 정밀한 측정을 위한 LHC 가속기의 성능을 대폭 향상하기 위해 고휘도 LHC(HL-LHC) 업그레이드를 준비 중이다. HL-LHC의 과학적 잠재력을 완전히 활용하기 위해서는 CMS 검출기 역시 대대적인 업그레이드가 필요한데. 이를 통해서 물리적으로 흥미로운 이벤트를 배경사건에서 분리하고, 정확하게 측정할 수 있는 CMS 검출기의 능력을 향상할 수 있을 것이다. 이를 위해서 한국에서 개발 중인 초고속 타이밍 검출기(MTD)는 방사선에 대해 우수한 내구성을 가지고 빠른 검출 신호를 낼 수 있는 실리콘 기반 센서(LGAD)와 그 신호를 빠르게 처리하는 ASIC인 readout 칩(ETROC)으로 구성된다. HL-LHC 환경에서 MTD를 통해서 전반적인 CMS 검출기 성능을 유지하고, 개개 입자들의 식별 능력을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 수명이 긴 새로운 입자 탐색 등에 획기적인 전기를 마련할 수 있을 것으로 기대된다. 특히 이러한 초고속 타이밍 검출기 개발에 대한 노하우를 활용하여 향후 BNL에서 진행될 Electron Ion Collider (EIC) 프로젝트 및 CERN의 Future Circular Collider (FCC) 프로젝트의 과학적 목표 달성에 핵심적인 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.
CERN is preparing to its major upgrade for the High-Luminosity LHC (HL-LHC) to significantly improve the performance of the LHC for the search for new physical phenomena and precise measurements of the Standard Model. In order to fully utilize the scientific potential of the HL-LHC, the CMS detector will also need a major upgrade, which will improve the ability of the CMS detector to separate physically interesting events from background events and measure them accurately. To this end, the MIP (Minimum Ionizing Particle) timing detector (MTD) being developed in Korea consists of a silicon-based LGAD (Low-Gain Avalanche Diodes) sensor that can produce a fast detection signal with excellent radiation resistance and a readout chip (ETROC), an ASIC that processes the signal quickly. In the HL-LHC environment, MTD is expected to maintain the overall CMS detector performance and secure the identification of individual particles, as well as provide a breakthrough in the search for new particles with long lifetimes. In particular, it is expected to play a key role in achieving the scientific goals of the Electron-Ion Collider (EIC) project at BNL and the Future Circular Collider (FCC) project at CERN by utilizing know-how in the development of such ultra-fast timing detectors.
