Ученые ТПУ тестируют на Большом адронном коллайдере детекторы из алмазов

Ученые ТПУ тестируют на Большом адронном коллайдере детекторы из алмазов
Ученые ТПУ тестируют на Большом адронном коллайдере детекторы из алмазов
Фото: news.tpu.ru

Научная группа Томского политехнического университета принимает участие в апгрейде Большого адронного коллайдера (БАК), расположенного в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН). Задача политехников в работе по обновлению БАК — анализ имеющихся и создание более надежных алмазных детекторов нового поколения. Эти детекторы будут фиксировать столкновения элементарных частиц, разгоняющихся до скоростей, близких к скорости света. Такие столкновения происходят каждые 28 наносекунд.

  Фото:   установка по получению синтетических алмазов на базе лаборатории №1 ИФВТ ТПУ

«Энергии, которые возникают во время экспериментов на Большом адронном коллайдере — самые высокие в мире. Условия экспериментов тоже необычные — столкновения частиц происходят каждые 28 наносекунд.

Соответственно, нужны надежные и максимально точные детекторы, которые дают быстрый отклик на эти столкновения и быстро восстанавливаются», — отмечает Павел Каратаев , профессор университета Роял Холлоуэй, заведующий лабораторией разработки источников электромагнитного излучения Центра RASA на базе ТПУ и один из организаторов работы научной группы политехников в ЦЕРНе.

В Европейском центре ядерных исследований группа ТПУ входит в состав проекта BRIL (Beam Radiation Instrumentation and Luminosity) по измерению характеристик пучка элементарных частиц. Этот проект реализуется на базе коллаборации CMS — одного из крупнейших международных научных объединений в ЦЕРНе.

В рамках проекта BRIL политехники работают над повышением надежности уже существующей системы алмазных датчиков BCML (Beam Condition Monitor Leakage), отвечающей за безопасность на Большом адронном коллайдере, а также тестируют собственные детекторы из синтетических алмазов, выращиваемых учеными Института физики высоких технологий ТПУ.

По словам Павла Каратаева, в ближайшем будущем, с целью продолжения экспериментов на Большом адронном коллайдере, ученые 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.

Фото:   о первых результатах участия политехников в проекте BRIL Павел Охотников рассказал на экспертном совете в области физики высоких энергий .

«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. Например, почему из двух датчиков, сделанных одним и тем же производителем, один быстро выходит из строя, а другой продолжает работать в тех же самых условиях много месяцев. 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.

«Сейчас мы облучаем их частицами. Облучать эти датчики нам предстоит в течение двух месяцев при разной нагрузке по напряжению и степени облучения, чтобы определить для каждого детектора свое индивидуальное рабочее напряжение, спрогнозировать скорость износа, примерное время работы этих датчиков при определенных мощностях и другие их характеристики, — поясняет Виталий Охотников. —

Также мы ставим себе целью разработать детекторы на основе синтетических алмазов и изготавливать их уже на базе ТПУ. Они будут отличаться от аналогов более прогнозируемым качеством, износостойкостью, а главное, их рабочие параметры будут предсказуемы».

Кроме этого, ученые ТПУ принимают участие в модернизации системы безопасности BCML ЦЕРНа. Система автоматически отключает ускорители коллайдера при превышении уровня светимости и радиации, фиксируемых датчиками. После ее апгрейда, ученым будет легче работать над заменой не пригодных для дальнейшей работы датчиков и как можно меньше взаимодействовать с исходящими от них вредным излучением и радиацией.

Справка:

Компактный мюонный соленоид (Compact Muon Solenoid, CMS) — один из двух больших универсальных детекторов элементарных частиц на Большом адронном коллайдере, благодаря которому учеными был получен бозон Хиггса.

Коллаборация CMS — одно из крупнейших международных научных объединений в ЦЕРНе. Участие в эксперименте CMS принимают свыше 3000 ученых из 42 стран мира. 

Ещё новости о событии:

Научная группа Томского политехнического университета принимает участие в обновлении Большого адронного коллайдера (БАК), расположенного в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН).
12:41 07.06.2017 ГТРК Томск - Томск
Ученые ТПУ тестируют на Большом адронном коллайдере детекторы из алмазов - ТПУ
Научная группа Томского политехнического университета принимает участие в апгрейде Большого адронного коллайдера (БАК), расположенного в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН).
10:50 07.06.2017 ТПУ - Томск
 
По теме
Сегодня в Томском государственном архитектурно-строительном университете состоялся ученый совет, в повестке дня которого стояло два основных вопроса: имущественный комплекс ТГАСУ, социальная и воспитательная работа в университете.
Финал конкурса «Первые шаги в профессию-2024» состоялся 27 марта. В этом году в конкурсе состязались педагоги учреждений дошкольного образования в возрасте до 35 лет.
Инициативы ТНЦ СО РАН по развитию Академгородка поддержали молодые ученые - Томский научный центр Продолжением серии открытых встреч руководства Томского научного центра СО РАН с сотрудниками академических организаций по вопросам развития Академгородка стала встреча заместителя директора ТНЦ СО РАН по перспективному
Томский научный центр
Закрытие Декады молодого педагога «Яркий старт!» - Управление образования 28 марта в молодежном центре «НАШЕ МЕСТО» состоялось закрытие Декада молодого педагога 2024 года Молодые педагоги и члены муниципального методического актива наставников собрались в солнечный мартовский день,
Управление образования
Все сладко спали, не ожидая беды - МЧС России 29 марта в 4:54 утра на центральный пункт пожарной связи поступил звонок о возгорании входа в тамбур второго подъезда 2-хэтажного брусового жилого дома по адресу: г. Томск, ул.
МЧС России
ПСС спасла 7-летнего ребенка, вытащив его из ямы на Мичурина в Томске - РИА Томск Голубев Михаил Валерьевич © телеграм-канал "Спасатели Томска" Семилетний ребенок упал в земляную яму на улице Мичурина в Томске накануне вечером; после того как очевидцы не смогли вытащить пострадавшего,
РИА Томск
1 апреля с 17:00 до 19:00 и. о. главного врача Центра общественного здоровья и медицинской профилактики Светлана Сергеевна Станкевич проведет очный прием граждан в рамках реализации в Томской области проекта «Открытый прием».
Томский ЦМП
Томская область присоединится к всероссийской акции «Верни герою имя» - Департамент общего образования Всероссийское военно-патриотическое общественное движение «Юнармия» запустило всероссийскую акцию «Верни герою имя», посвящённое 79-й годовщине Победы в Великой Отечественной войне.
Департамент общего образования