Научная группа Томского политехнического университета разработает
более надежные алмазные детекторы нового
поколения для Большого адронного коллайдера (БАК), расположенного в Европейском
центре ядерных исследований (ЦЕРН), сообщается на сайте вуза.
Устройства будут фиксировать столкновения элементарных
частиц, разгоняющихся до скоростей, близких к скорости света. Такие
столкновения происходят каждые 28 наносекунд.
«Энергии, которые возникают во время экспериментов на
Большом адронном коллайдере — самые высокие в мире. Условия экспериментов тоже
необычные, и нужны надежные и максимально точные детекторы, которые дают быстрый
отклик на эти столкновения и быстро восстанавливаются», — отмечает заведующий
лабораторией разработки источников электромагнитного излучения Центра RASA на
базе ТПУ Павел Каратаев.
Группа ТПУ входит в состав проекта ЦЕРНа BRIL (Beam
Radiation Instrumentation and Luminosity) по измерению характеристик пучка
элементарных частиц . Политехники работают над повышением надежности уже
существующей системы алмазных датчиков, отвечающей за безопасность на БАК, а
также тестируют собственные детекторы из синтетических алмазов. Их учёные выращивают
в Институте физики высоких технологий ТПУ.
В ближайшем будущем учёные ЦЕРНа планируют увеличить
интенсивность протонного пучка в десять раз. Если это сделать сейчас, не
подготовленные к таким нагрузкам датчики, фиксирующие столкновения частиц и
отвечающие за измерение светимости пучка в непосредственной близости к нему,
попросту перестанут выполнять свою функцию.
«Те детекторы, которые установлены на БАК сейчас, ведут себя
зачастую непредсказуемо, и физикам не всегда удается понять и определить
причину различия в их рабочих характеристиках и времени наработки на отказ. Мы
как раз стараемся сейчас выяснить, что происходит внутри таких алмазных
детекторов, чтобы затем сделать их точнее и устойчивее к высоким энергиям
усиленного пучка Большого адронного коллайдера», — рассказывает Виталий
Охотников, инженер лаборатории №1 Института физики высоких технологий ТПУ,
курирующий в ЦЕРНе проект BCML.
Для этого политехники провели измерение всех
детекторов, которые установлены на сегодняшний день в ЦЕРНе. Приборы с разной
нагрузкой облучают частицами, чтобы определить для каждого детектора свое
индивидуальное рабочее напряжение, спрогнозировать скорость износа. Детекторы
на основе синтетических алмазов будут отличаться от аналогов более
прогнозируемым качеством, износостойкостью и их рабочие параметры будут
предсказуемы.
