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. 

Последние новости Томской области по теме:
Ученые ТПУ тестируют на Большом адронном коллайдере детекторы из алмазов

- Томск
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
Ученые ТПУ тестируют на Большом адронном коллайдере детекторы из алмазов - ТПУ
Ученые ТПУ тестируют на Большом адронном коллайдере детекторы из алмазов - Томск
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
 
По теме
ТГАСУ встретил потомков томского купечества - ТГАСУ Сегодня в стенах Томского государственного архитектурно-строительного университета начала работу Третья Всероссийская научная конференция «Сибирское купечество: истоки, деятельность, наследие».
21.09.2018
 
 
Томский математик решил проблему, которую не могли решить двести лет С появлением алгебры ее основной задачей считалось решение алгебраических уравнений.
13.09.2018 Томская неделя
№ 69/5.09.2018 Оксана Чайковская День знаний  – настоящий праздник для всех школьников.
05.09.2018 Томское Предместье
В школах Стрежевого в рамках адресной программы благо-творительности ПАО «Транснефть» и корпоративной благотворительной программы развития школьного образования на 2017-2019 годы к 1 сентября были отремонтированы и обору
07.09.2018 Красное знамя
Ежегодно совершается большое количество преступлений, связанных с хищением денег.
19.09.2018 Красное знамя
Колпашевский городской суд завершил рассмотрение уголовного дела в отношении мужчины и женщины, обвиняемых в мошенничестве, совершенном группой лиц по предварительному сговору, в особо крупном размере.
18.09.2018 Красное знамя
Сотрудники УФСБ России по Томской области пресекли  устойчивый межрегиональный канал поставок оптовых партий гашиша из Республики Тыва в Томскую область.
18.09.2018 Красное знамя
музей город - Музей истории Томска Чем славится район Заисточья и какие тайны хранит главная площадь города, об этом Вы узнаете на наших пешеходных экскурсиях в ближайшие выходные!
21.09.2018 Музей истории Томска
Культурные мероприятия: В субботу, 22 сентября в 12.00 на уличной площадке перед ДК «Светлый», (п.
21.09.2018 Администрация г.Томск
Участники вокального ансамбля «Фиалка» поделились впечатлениями после выступления на V Международном фестивале «Играй,
16.09.2018 Томская неделя
День томича и День маленького томича год от года становятся  все более  узнаваемой и яркой приметой сентября в Томске.
11.09.2018 Красное знамя
Томск исторический стремительно исчезает, растворяясь среди новостроек и новоделов Городская администрация, во главе которой стоят представители бизнес-сообщества, выражающие интересы так называемого «элит класса»,
07.09.2018 Томская неделя
№73/19.09.2018 Наталия Кузьмина Во всех регионах страны 15 сентября состоялся традиционный Всероссийский день бега «Кросс нации».
19.09.2018 Томское Предместье
Уважаемые читатели газеты «Томская НЕДЕЛЯ»! Мы не упустили уникальную возможность пообщаться с всемирно известным ученым Вячеславом Викторовичем Новицким Томичи и жители области прекрасно знают этого интересного,
05.09.2018 Томская неделя
Равнодушный город. Равнодушный народ. Равнодушный мэр. Неделю назад, 3 августа, в нашем провинциальном городке произошло эпохальное событие: впервые мировая велогонка Рэд Булл — 2018 прошла через Томск!
27.08.2018 Томская неделя
JPG Файл - УМВД Томской области В рамках проведения оперативно-профилактического мероприятия сотрудниками МО МВД России «Парабельское» установлен ранее судимый житель Парабельского района 1954 года рождения, который незаконно приобрел и хранил,
23.09.2018 УМВД Томской области
В Сибирском государственном медицинском университете прошли пожарно-тактические учения - МЧС России В Сибирском государственном медицинском университете прошли крупные пожарно-тактические учения по отработке действий в случае возникновения чрезвычайных ситуаций с эвакуацией персонала клиник СибГМУ и пациентов.
21.09.2018 МЧС России
Прокуратура Кривошеинского района Томской области проверила исполнение требований законодательства в сфере жилищного-коммунального хозяйства.
23.09.2018 Прокуратура Томской области