Отправить новость
992 просмотра Версия для печати

Ученые ТПУ участвуют в апгрейде одного из основных детекторов Большого адронного коллайдера

Ученые Томского политехнического университета принимают участие в апгрейде одного из четырех основных детекторов Большого адронного коллайдера — детектора LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment) — в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН). На этой неделе вуз посетила делегация коллаборации LHCb. Задачей ее представителей стала оценка выполняемой политехниками в качестве участников эксперимента работы и обсуждение дальнейших совместных планов. Также представители коллаборации познакомились с разработанной учеными ТПУ Rail System трекового детектора LHCb.

Фото: представители LHCb в лаборатории ТПУ

Эксперимент LHCb предназначен для того, чтобы ответить на один из самых интригующих вопросов современной физики высоких энергий — какие процессы, действующие после Большого Взрыва, позволили материи сохраниться в том виде, в котором мы ее наблюдаем сегодня, и почему в ходе эволюции Вселенной исчезла антиматерия. Возможно, ответ на него будет найден экспериментом LHCb на Большом адронном коллайдере. Его участники изучают свойства частиц, содержащих бета-кварк, а также стараются зафиксировать и исследовать распады редких частиц с помощью специального детектора LHCb, созданного на основе самых высоких технологий с применением новых материалов и новых конструкторских идей.

Как уточнили представители делегации LHCb, в ближайшие два года, в связи с переходом Большого адронного коллайдера на более высокие мощности, коллаборация намерена обновить детекторы эксперимента, повысив их точность и устойчивость к высоким нагрузкам.

Ученые ТПУ сейчас принимают участие в модернизации одного из составляющих компонентов LHCb — трекового детектора SciFi Tracker.

SciFi Tracker, в свою очередь, состоит еще из 24 отдельных детекторов. Каждый из них представляет собой тонкую пленку размером пять на шесть метров. К ней прикреплено множество нитей из оптоволокна толщиной с человеческий волос. Когда через такой детектор пролетает частица, он начинает светиться определенным образом, и по этой светимости ученые определяют траекторию движения частицы. Несмотря на тонкость, такие пленки имеют достаточно большой вес. И для них нужны поддерживающие конструкции, которые смогут этот вес выдержать. Также по этим конструкциям тяжелые детекторы надо как-то перемещать — они должны быть расположены в строго фиксированном месте и положении с точностью до микрона, чтобы правильно идентифицировать столкновения частиц и античастиц.

Фото: демонстрация экспериментального стенда ТПУ  для элементов конструкции перемещения трекового детектора эксперимента LHCb

«Для этого нашим научным коллективом разработаны подвесная система, рельсы и шасси (каретки), при помощи которых детекторы будут передвигаться по этой установке. В ТПУ мы разработали и собрали экспериментальный стенд, на котором тестируем в близких к реальным условиях, как такое передвижение будет проходить»,

— рассказал Александр Вагнер, руководитель научной группы ТПУ в эксперименте LHCb, заведующий кафедрой прикладной физики ФТИ.

Он уточнил, что предварительная отработка всех элементов конструкции нужна для того, чтобы в дальнейшем не повредить устанавливаемые на ней дорогостоящие детекторы. Только успешно пройдя испытания в ТПУ и в ЦЕРНе отработанные технологии будут применены к установке LHCb.

Во время визита в Томский политех представители делегации LHCb познакомились с экспериментальным стендом, созданным в вузе.

«Создаваемые нами детекторы должны быть продуманы и правильно интегрированы на экспериментальной установке LHCb. Часто эти моменты недооцениваются. Именно поэтому инженерные работы — один из важных аспектов всего эксперимента, и мы рады сотрудничать в этой области с ТПУ. Мы начали сотрудничать больше года назад, еще до вступления вуза в коллаборацию LHCb. Нам нравится энтузиазм политехников.У нас неоднократно изменялись идеи о том, какой будет конструкция детектора, и политехники оперативно делали изменения в конструкции и характеристиках своего технического продукта. Я считаю это показателем здорового сотрудничества и в дальнейшем мы продолжим совместную работу», — отметил Рольф Линднер, технический директор эксперимента, член руководящей группы LHCb в ЦЕРНе.

Ученые отмечают, что за год сотрудничества с LHCb политехниками было создано 12 разных прототипов установки по передвижению дорогостоящих детекторов.

«Главная трудность заключалась в том, что система находится вблизи большого магнита. Если конструкцию сделать железной, он начнет ее притягивать. Это вызовет погрешности в показаниях детекторов и дальнейших рассчетов. Чтобы этого избежать, нам нужно сделать систему из нержавеющей стали. Вторая проблема — маленькие габариты. Из-за того, что детектор стал больше, нам нужно продумать нижние и верхние элементы нашей установки. Сначала мы предложили компактные рельсы, однако было решено, что нужны рельсы значительно большего размера. Сейчас мы продолжаем работу над усовершенствованием конструкции нашей передвижной системы», — объяснил один из участников группы ТПУ в коллаборации LHCb Геннадий Паньшин, ведущий программист кафедры автоматики и компьютерных систем ИК.

Справка:

На сегодняшний день участие в коллаборации LHCb принимают четверо представителей ТПУ: Александр Вагнер, руководитель группы, заведующий кафедрой прикладной физики ФТИ; Сергей Строков, младший научный сотрудник кафедры прикладной физики ФТИ; Геннадий Паньшин, ведущий программист кафедры автоматики и компьютерных систем ИК, и Николай Сотников, заведующий учебным центром ТПУ SolidWorks.

Заметили ошибку?
Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter