Исследовательская группа из томского Политехнического университета принимает сейчас участие в процессе модернизации Большого Адронного Коллайдера, самого большого и мощного ускорителя частиц на сегодняшний день. По поручению руководства Европейской организации ядерных исследований CERN российские ученые занимаются анализом работы существующих датчиков, установленных на коллайдере, с целью разработки новых, более надежных датчиков следующего поколения, изготовленных из синтетических алмазов. Эти датчики должны будут работать, выдерживая воздействие "ливня" разных элементарных частиц, рождающихся в результате столкновений протонов, следующих каждые 28 наносекунд.
"Энергии, циркулирующие внутри Большого Адронного Коллайдера, являются самыми высокими энергиями, которыми оперируют люди. Условия проведения экспериментов так же весьма необычны, столкновения протонов следуют через каждые 28 наносекунд. И для успешного продолжения исследований нам потребуются новые надежные датчики, обеспечивающие практически мгновенную реакцию на возникающие события" - рассказывает Павел Каратаев, профессор университет Руаяля Холлоуэя, Великобритания, глава лаборатории Электромагнитных излучений томского Политехнического университета и член одной из научных групп CERN.
Исследовательская группа томского Политехнического университета входит в состав группы проекта Beam Radiation Instrumentation and Luminosity (BRIL) эксперимента CMS. В ведении этой группы находится оборудование, контролирующее и управляющее яркостью протонного луча, временем столкновений и некоторыми другими параметрами работы коллайдера.
Еще одним направление работы группы BRIL является улучшение надежности работы существующей системы BCML (Beam Condition Monitor Leakage), основой которой являются алмазные датчики, являющиеся одной из частей системы обеспечения безопасности работы коллайдера.
В скором времени ученые собираются увеличить яркость протонного луча, циркулирующего в туннеле коллайдера в 10 раз. Приблизительно во столько же раз после этого возрастет нагрузка и на алмазные датчики. Российские ученые уже произвели измерения параметров установленных датчиков и выяснили, что большинство из них не справится со скачкообразным увеличением нагрузки, что, в свою очередь, сделает невозможной запись столкновений частиц и контроль яркости протонного луча.
В самом ближайшем будущем томские ученые завершат исследования существующих датчиков коллайдера и составят технические требования к новым датчикам, которые будут изготовлены на базе синтетических алмазов, выращенных в одной из лабораторий Томского университета. Помимо этой работы, томские ученые примут участие в модернизации системы безопасности коллайдера, некорректная работа которой иногда приводит к выходу из строя некоторых элементов ускорителя в случае, если яркость луча и вторичная радиация превышают определенное значение.