Апгрейд для открытий: как инженеры ТПУ улучшали адронный коллайдер

| 1292

Инженеры Томского политехнического университета участвуют в апгрейде Большого адронного коллайдера (БАК). Один из них — старший преподаватель отделения автоматизации и робототехники ТПУ Геннадий Паньшин. Недавно он вернулся из очередной командировки в ЦЕРНе. Журналистам РИА Томск он рассказал, как инженеры помогают модернизировать одну из самых дорогих мегасайнс-установок в мире.

Геннадий Паньшин работает в одной из коллабораций ЦЕРНа — LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment). Она объединяет ученых разных стран, которые изучают частицы с b-кварками. Эксперименты должны помочь ученым понять, какие процессы, действующие после Большого взрыва, позволили материи сохраниться именно в том виде, в котором мы ее наблюдаем сегодня, и почему в ходе эволюции Вселенной исчезла антиматерия.

Томский политех официально вступил в LHCb в 2016 году. Тогда готовилось обновление детекторов эксперимента. Инженеры ТПУ нужны были для проектирования системы позиционирования одного из детекторов — SciFi Tracker. Это «глаз» эксперимента: именно он «считывает» энергию столкновения двух пучков протонов, с бешеной скоростью несущихся друг к другу. При этом это очень тяжелая, громоздкая и дорогая конструкция, которая должна поддерживаться и располагаться в строго фиксированном месте с микронной точностью. Без этого не получится правильно идентифицировать траектории частиц, рождающихся при столкновении пучков в коллайдере.

Политехники должны были разработать подвесную систему, рельсы и шасси (каретки). В итоге они создали и предложили 12 разных вариантов подвесной системы для перемещения детектора SciFi.

«Ученые придумывают, как должны работать детекторы, но с инженерной точки зрения есть ограничения, и мы, как инженеры, должны придумать такое решение, чтобы эксперимент обязательно состоялся.

Например, когда делали каретки для SciFi, они должны были получиться максимально компактными, при этом выдерживать вес в две тонны  и работать в условиях высокой радиации и сильного магнитного поля», — рассказал журналистам Геннадий Паньшин.

Другая интересная задача, которую выполнял ТПУ до последнего времени, — апгрейд магнита.

«На детекторе LHCb есть магнит, у него только обмотка весит 50 тонн. Когда на нем начали проводить диагностику и обслуживание, выяснилось, что две опоры вышли из строя — переломило стальную балку… Моей задачей было сделать стопорный механизм — ограничители для колец магнита, чтобы они не двигались. Это нетривиальная задача, под копирку не получится. Изначально кольца сжимались двумя пластинами, а мы сделали с одной стороны специальное устройство из нержавеющей стали общим весом более 400 кг, с регулирующимися «ножками», чтобы удерживать каждое кольцо», — сказал политехник.

За последние три года Геннадий Паньшин побывал в ЦЕРНе около десяти раз.

«Во время первой командировки к нам только присматривались — дали одну небольшую задачу, мы ее решили, решение понравилось, дали еще, и мы стали контактировать все чаще. Кстати, главной проблемой ЦЕРН является то, что профессиональных сотрудников всегда не хватает. Коллеги, видя компетенции Томского политеха, готовы делегировать проекты командам мотивированных студентов и аспирантов. При этом задачи, которые нужно решать, находятся на передовом уровне инженерии с повышенными требованиями к точности и качеству. Это очень хорошая мотивация поступать в наш инженерный вуз», — отметил инженер.

Полное интервью читайте на портале РИА Томск