Российские физики разработали новую технологию производства поглощающих элементов для калориметра, который используется в эксперименте LHCb Большого адронного коллайдера. Использование таких элементов упростит обслуживание и продлит срок службы прибора, пишет пресс-служба НИТУ "МИСиС".
"Свойства и характеристики созданного прототипа были протестированы на лабораторных пучках в CERN. В настоящий момент требуется решить еще ряд конструкторских задач, но уже сейчас можно сказать, что новые и старые модули могут эффективно дополнять друг друга в экспериментах на LHCb", – прокомментировал один из разработчиков, главный научный сотрудник НИТУ "МИСиС" Андрей Голутвин.
Детектор LHCb, один из четырех "больших" экспериментов на БАК, создали для поиска частиц, которые не вписываются в Стандартную модель – теорию, которая описывает большую часть взаимодействий всех известных науке элементарных частиц. У этих частиц слишком большая масса для того, чтобы их можно было искать напрямую. Команда LHCb изучает в основном то, как распадаются так называемые B-мезоны – частицы, которые состоят из "прелестного" кварка и некоторых других элементарных частиц.
Сейчас LHCb готовится к перезапуску ускорителя, а также проходит модернизацию в рамках превращения БАК в так называемый "ускоритель высокой светимости" (HL-LHC). Одной из важных частей этого процесса стало обновление калориметров. Эти приборы измеряют энергию частиц, которые возникают в результате столкновений в кольце БАК.
В рамках этого обновления ученые планируют заменить блоки калориметров, отвечающие за поглощение частиц. Это нужно для повышения качества работы LHCb при резком повышении частоты столкновений в ходе последующих циклов работы БАК. Российские ученые разработали замену для текущих поглотителей, которая одновременно обладает принципиально иным химическим составом и структурой.
Как объяснил Голутвин, текущий поглотитель LHCb состоит из чередующихся слоев свинца и особого полимера, вырабатывающего вспышки света при взаимодействии с частицами. Новый поглотитель, в свою очередь, состоит из сплава сурьмы и свинца, а также полимерных нитей, вытянутых вдоль предполагаемой траектории движения частиц, возникающих в результате столкновений в БАК.
Для его производства российские ученые разработали специальную технологию отливки заготовок из сплава свинца и сурьмы, которая повышает качество производства индивидуальных поглощающих элементов и позволяет легко заменять их при эксплуатации LHCb в рамках последующих циклов работы коллайдера.
Работу первых прототипов данных устройств, созданных при участии Института физики высоких энергий в Протвино, специалисты НИТУ "МИСиС" проверили при помощи ускорителя SPS в ЦЕРН. Эти испытания подтвердили высокую эффективность поглотителя и указали на возможность одновременного использования старых и новых модулей в рамках LHCb.