Ideen für DTS in der PoF IV Marc Weber Stand: 28. November 2016 Koordination Helmholtz KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu

Veränderungen in Materie mit der POF IV Beteiligte Zentren GSI kommt offiziell zurück, FZJ unklar Umschichtung ANKA nach MT Beiträge aller Zentren werden vermutlich sehr spät und ad-hoc festgelegt Großanlagen und Experimente Detektoren für LHC-Upgrades und FAIR sind in Massenproduktion ILC ist entweder sehr nah oder weit weg FCC ist vermutlich noch irrelevant?! CTA Aufbau ist fast abgeschlossen, IceCube-Gen2 R&D sehr fortgeschritten KATRIN nimmt Daten, aber Detektorupgrades sind sinnvoll Dunkle Materie unübersichtlich XFEL wird ausgebaut Große Chancen in der Instrumentierung von Synchrotronbeamlines

Kompetenzen von DTS bis PoF IV Großer technischer Fortschritt in allen Säulen Hohe Kompetenz in ASICs Hohe Kompetenz in Sensoren (Silizium und co.) Hohe Kompetenz in Verbindungstechnik Bis 2019 Alleinstellungsmerkmal in optischer Datenübertragung Sehr große Kompetenz im Bereich Datenprozessierung in Echtzeit (FPGA/GPU) Anwendungssäule ist sehr erfolgreich, aber Projekte sind teilweise abgeschlossen

Überlegungen für die PoF IV Verteiltes Detektorlabor bleibt wichtig und ist große Chance Durch IVF-Antrag sind viele, aber nicht alle, Elemente schon gut verstanden Wir sollten schon jetzt mit Implementierung im kleinem Rahmen beginnen Integrationsdichte und Datenströme werden zunehmen => Kernkompetenzen des Subtopics 1 und 2 müssen erhalten bleiben und ausgebaut werden. Das schließt Änderung der Subtopicstruktur nicht aus. Es ist wichtig, dass wir auch konkrete Anwendungsbeispiele bearbeiten. Hier sind Änderungen nötig und natürlich.

Verschiebungen in der PoF IV Chancen durch verstärkte Zusammenarbeit in photon science Gilt für Detektoren und „DAQ“-Plattform Mehr R&D in Astroteilchenphysik: CTA-Upgrade, KATRIN-Upgrade, Dark Matter? 2-3 bewusste Anwendungen für Gesellschaft? Datenprozessierung und –Visualisierung in Echtzeit als Beitrag zu „Big Data“? Eventuell sogar auf Topicebene? Gemeinsames Subtopic von ARD und DTS ? Ändern aller Subtopicnamen in DTS leicht möglich, auch wenn Inhalte sich nicht grundsätzlich ändern.

Hochauflösende Tieftemperatursensoren (HSS) Energie- und Zeitauflösung um Größenordnungen besser als Alternativen z.B. Energieauflösung von 1 eV statt 130 eV; Zeitauflösung Pikosekunden < 15 ps Ziel: Einzigartige Hightech Infrastruktur für grundlegende Verbesserung der Technologie z.B. bildgebende Vielpixelkameras und Komplettdetektorsysteme Erlangung der Systemkompetenz Großer Bedarf an Anlagen der HGF und außerhalb Bsp.: Astroteilchenphysik Empfindlichkeit für seltene Signale Beschleunigerphysik ... Herausragende Partner und große weltweite Unterstützung: Kirchhoff-Institut für Physik, Uni Heidelberg Leibniz-Institut für Photonische Technologien Physikalisch-technische Bundesanstalt Energieauflösendes µ-Kalorimeter 6

Clean room infrastructure MT – DTS in PoF IV Exponentielles Wachstum der Integrationsdichte und Datenströme MT-Topic-Struktur bleibt erhalten Weniger FZJ, mehr GSI KIT-Elemente des verteilten Detektorlabors AVT Excellence Center for silicon detector production KIT ASIC und Detektorlabor Hochauflösende supraleitende Sensoren HSS – Verbindung Neue Anwendungen Kleinst-Experimente für Astroteilchenphysik KATRIN Upgrades Photon science Dark Matter Technologies Clean room infrastructure Mask writer Wet bench Chemistry Dry etching Mask aligner UHV sputtering neu Multichannel HSS 8