На днях на одном из крупнейших детекторов Большого адронного коллайдера — CMS — прошла замена системы мониторинга радиационного фона и параметров сталкивающихся пучков. Важная часть этой системы — система аварийного сброса пучка BCML, обеспечивающая защиту отдельных узлов CMS и их электроники от радиационных повреждений. Для нее ученые Томского политехнического университета установили главную часть системы — восемь новых алмазных датчиков. Ее стабильная работа поможет ученым получить новые данные об устройстве материи на элементарном уровне, сообщается в поступившем в редакцию InScience.News пресс-релизе.
Большой адронный коллайдер — самый крупный и мощный ускоритель заряженных частиц в мире. В нем пучки адронов — класс частиц, в который входят протоны, — ускоряются и сталкиваются. Вокруг точек столкновения установлены большие детекторы. Один из четырех основных детекторов — это Компактный мюонный соленоид CMS. Диаметр CMS составляет 16 м, а его длина достигает 25 м. Он предназначен для исследования и проверки предсказаний «Стандартной модели элементарных частиц», а также для поиска дополнительных измерений и темной материи.
Эта система позволяет ученым измерять радиационный фон от столкновений протонов, анализировать его изменения за короткие времена и фиксировать долговременные изменения. Важнейшая часть системы — это набор алмазных сенсоров, которые находятся в самом центре детектора вблизи точки столкновения протонов. Алмаз — самый устойчивый к радиационному воздействию материал. Однако даже он со временем теряет свои свойства из-за сверхвысоких доз радиации и подлежит замене. Тем не менее алмазные детекторы — пластины искусственных алмазов высочайшего качества с нанесенными на них металлическими контактами из хрома и золота — оптимальный вариант для применения в БАК. Металлизированные кристаллы припаиваются к специальным платам, которые также покрыты золотом. Во время работы датчика на него подается напряжение порядка 500 Вольт. Когда сквозь сенсор пролетает частица, в нем появляется электрический ток, который можно измерить. Если величина тока за определенный интервал превышает установленный порог, система дает сигнал на сброс пучка.
«Последний раз в системе "медленного мониторинга" сенсоры меняли в 2015 году. Сейчас мы заменили восемь сенсоров, которые прослужат еще около пяти лет. Подготовка к установке, включающей полную инспекцию системы и поверку новых сенсоров, потребовала несколько месяцев напряженной работы непосредственно на детекторе. Сама установка системы в шахте продолжалась двое суток. С их помощью наши коллеги из других научных групп CMS смогут набрать новые объемы данных в следующий период работы коллайдера», — сообщает Алексей Шевелев, научный сотрудник Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
