Коллаборация ATLAS, в состав которой входит группа ученых НИЯУ МИФИ, опубликовала статью «Стабилизация газового усиления в детекторе TRT ATLAS» в журнале Journal of Instrumentation (JINST).
Детектор переходного излучения (TRT, Transition Radiation Tracker)– часть Внутреннего Детектора ATLAS Большого Адронного Коллайдера (БАК). Структурный элемент детектора (т.н. «straw» – «соломинка») представляет собой простейший газовый детектор: это тонкая длинная (~ 1м в длину) дрейфовая трубка, заполненная газовой смесью. Внутри трубки протянута покрытая золотом вольфрамовая нить, которая является анодом. Внутренняя поверхность самой дрейфовой трубки покрыта проводящим слоем – катодом.
Принцип работы подобного детектора прост: пролетающая частица ионизирует смесь в трубке и электроны, образовавшиеся под воздействием сильного электрического поля, дрейфуют к аноду, тем самым создавая сигнал. Электрическое поле внутри трубки создаётся разностью потенциалов, величиной порядка полутора киловольт.
TRT включает в себя порядка 350000 подобных дрейфовых трубок, и учёные, получая сигнал с каждого среагировавшего элемента, с высокой точностью могут не только определить тип частицы, но и воссоздать её трек.
Важным фактором работы TRT является корректное усиление каждой дрейфовой трубки. Для контроля над величиной коэффициента усиления учеными, в том числе из МИФИ, была разработана система стабилизации газового усиления (GGSS - Gas Gain Stabilisation System).
GGSS отвечает за коррекцию напряжения в зависимости от внешних факторов и параметров частицы. Например, при изменении температуры в детекторе происходит изменение напряжения в дрейфовых трубках на поправочную величину, тем самым коэффициент усиления адаптивно меняется.
Расположение температурных датчиков в TRT
Также GGSS осуществляет коррекцию высокого напряжения в зависимости от параметров частицы. Если получившийся при фитировании спектра пик выходит за установленные пределы, то система уменьшает напряжение; если же происходит наоборот – усиливает.
Система показала отличную работоспособность в течение Run I (первый сеанс работы БАК) и на данный момент продолжает работу в рамках Run II.
С полным текстом статьи можно ознакомиться здесь.