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
Известный учёный проведёт в ТУСУРе семинар об эволюции Вселенной - ТУСУР В Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники состоится международный семинар с участием учёных разных стран, посвящённый различным аспектам эволюции Вселенной,
16.07.2018
Тающие ледники Актру - ТГУ 10-21 июля на высокогорной станции ТГУ «Актру» проходит V Mеждународная летняя школа, посвященная изучению трансформаций, которые происходят в Арктике и Сибири в условиях быстро меняющегося климата.
16.07.2018
 
Завершилась первая экспедиция ученых ТГАСУ по крупному исследовательскому проекту - ТГАСУ Весной этого года доценты кафедры теории и истории архитектуры Томского государственного архитектурно-строительного университета Ольга Литвинова и Ольга Воронина анонсировали проект «Градостроительная ретроспектива средн
16.07.2018
 
Томские ученые разрабатывают систему управления подводными беспилотными аппаратами - ГТРК Томск Ученые Института кибернетики Томского политехнического университета разрабатывают технологию, которая позволит реализовать групповое управление автономными необитаемыми подводными аппаратами, в том числе в условиях Арктики.
16.07.2018 ГТРК Томск
Завершилась первая экспедиция ученых ТГАСУ по крупному исследовательскому проекту - ТГАСУ Весной этого года доценты кафедры теории и истории архитектуры Томского государственного архитектурно-строительного университета Ольга Литвинова и Ольга Воронина анонсировали проект «Градостроительная ретроспектива средн
16.07.2018 ТГАСУ
Тающие ледники Актру - ТГУ 10-21 июля на высокогорной станции ТГУ «Актру» проходит V Mеждународная летняя школа, посвященная изучению трансформаций, которые происходят в Арктике и Сибири в условиях быстро меняющегося климата.
16.07.2018 ТГУ
В этот вечер со сцены Большого концертного зала филармонии признания в любви звучали одно за другим.
02.07.2018 Красное знамя
№51/29.06.2018 В Томском районе прошел бал медалистов. Настало чудесное время – вчерашние ученики  одиннадцатых классов отправляются в самостоятельное плавание по бурным волнам жизни.
29.06.2018 Томское Предместье
В неполные 38 лет Михаил Ш. обзавелся длинным «хвостом» из девяти судимостей.
10.07.2018 Красное знамя
1491990364_thumb_main - САН Томск Представители епархии обратились в Томский государственный архитектурно-строительный университет (ТГАСУ) с просьбой выявить причины возникновения вибрации при звучании колокола на звоннице Свято-Воскресенской церкви.
16.07.2018 САН Томск
Открыт прием заявок на участие в V Всероссийском творческом фестивале «Верим в село! Гордимся Россией!» - Департамент по молодежной политике, физической культуре и спорту Пятый год Российский союз сельской молодежи при поддержке Министерства сельского хозяйства Российской Федерации проводит Всероссийский творческий фестиваль «Верим в село!
16.07.2018 Департамент по молодежной политике, физической культуре и спорту
О выставке к 70-тилетию Рафаэля Асланяна в Томском областном художественном музее Многие слышали о знаменитейшем армянском художнике Мартироосе Сергеевиче Сарьяне.
09.07.2018 Томская неделя
«Видимо, я учитель по призванию. Всегда чувствовал, что прожил день не зря, если читал в этот день лекцию», — говорит о себе почетный работник высшей школы, ветеран ТГУ Владимир Георгиевич Иванов.
04.07.2018 Красное знамя
Сегодня одна из главных партий его жизненного спектакля, если говорить на языке оперы, — ария директора Томского музыкального колледжа имени Эдисона Денисова.
02.07.2018 Красное знамя
На нижней террасе Лагерного сада началось благоустройство в рамках федеральной программы «Формирование комфортной городской среды» - Администрация г.Томск Компания-подрядчик - ООО «ГОЛДЕН СТРОЙ» - приступила к демонтажу трибун. Большие экраны, которые использовались для трансляции матчей чемпионата мира по футболу - 2018, демонтированы и переданы управлению культуры Томска.
16.07.2018 Администрация г.Томск
Большие футбольные страсти близки к развязке, чемпионат мира скоро останется позади.
16.07.2018 Красное знамя
В Томске три раза в неделю на стадионе «Победа» будут проходить  бесплатные массовые тренировки по фитнесу, кроссфиту, стритворкауту и легкой атлетике, сообщают организаторы проекта «Здравый смысл».
29.06.2018 Красное знамя
Маршрут Всемирной факельной эстафеты пройдет по нашей области с 30 июня по 5 июля.
22.06.2018 Красное знамя
По данным областного департамента ЗАГС, за шесть месяцев 2018 года в Томской области зарегистрировано 2 864 брака, 2 019 из них заключены в Томске, 845 — в других городах и районах области.
16.07.2018 Администрация Томской области