Увеличение светимости и энергии Большого Адронного Коллайдера (БАК), который планируется модернизировать во время большой остановки БАК в 2019-2020 годах, приведет к существенному росту радиационной загрузки детектора ATLAS, в первую очередь, в областях, близких к точке взаимодействия протонных пучков.
Одной из таких частей является Малое Колесо (МК) мюонной системы установки. Его планируется полностью заменить Новым Малым Мюонным Колесом, где основным координатным детектором будет камера Micromegas — микроструктурный детектор на основе механизма газового умножения, основанного на фотолитографии. Потребность такой замены вызвана двумя причинами: требованием сохранения высокой эффективности выделения частиц и увеличением уровня подавления фоновых событий в триггере первого уровня.
Первая панель камеры Micromegas была успешно собрана для модернизации мюонного спектрометра установки ATLAS еще в мае 2017 г. Тогда для выполнения такого рода работ в ЛЯП был создан участок, состоящий из двух чистых производственных помещений, комнаты газового теста и тестовых стендов. Было смонтировано и откалибровано производственное оборудование. С тех пор ОИЯИ участвует в серийном производстве камер Micromegas для создания Новых Малых Колес (НМК) мюонной системы детектора ATLAS в рамках подготовки к работе БАК на высокой светимости.
ОИЯИ стал членом коллаборации МАММА (Muon ATLAS Micromegas Activity) в 2013 году. Наша мюонная группа ответственна за производство и тестирование наружных частей больших секторов НМК ATLAS. Площадь поверхности камер примерно три квадратных метра. Всего должно быть произведено 64 (+4) двухсторонних считывающих панели и собрано 32 (+2) модуля или, по-другому, квадруплета. Квадруплет состоит из двух двухсторонних считывающих панелей и трех дрейфовых. После изготовления должно быть произведено тестирование и отдельных панелей, и модулей на точность геометрических характеристик (толщина, плоскостность), точность выравнивания печатных плат и панелей друг относительно друга, газовую течь и высокое напряжение. Окончательным тестом является проверка модуля на функциональность на стенде космических лучей. После этого модули отсылаются в CERN для интеграции на несущую раму структуры НМК. При сборке модуля используются дрейфовые панели, изготовленные в университете имени Аристотеля в Салониках (Греция).
После вступления в коллаборацию МАММА, при активной поддержке Н. А. Русаковича и В. А. Беднякова, был организован второй участок полного производственного цикла (производство Micromegas для эксперимента ATLAS производится из комплектующих материалов централизовано доставляемых из CERN для всех участников проекта). На этом участке у членов мюонной группы появилась возможность самостоятельно разрабатывать и выпускать детекторы нужной геометрии и конфигурации.
Очевидно, что создание участка полного цикла в ЛЯП ОИЯИ дает сотрудникам института возможность более эффективно участвовать как в реализации разных физических экспериментов, так и в прикладных исследованиях. Примером может служить совместные работы с университетом Турина по оценке детектора на основе Micromegas в качестве кандидата для использования в научной программе COMPASS ++ / AMBER. Уже произведен третий вариант детектора, который успешно был протестирован в лаборатории RD51 в ЦЕРН.
Команда, которая занимается изготовлением камер Micromegas в ЛЯП, молодая: из всех 19 членов группы 9 человек моложе 30 лет. Руководят проектом Алекси Гонгадзе и Георгий Шелков.