В СПбГУ создали концепцию детекторной системы для коллайдера NICA
Технологию изготовления детекторной системы с тонкими пиксельными детекторами на большой площади, предназначенной для прецизионной регистрации траекторий заряженных частиц, возникающих при образовании сверхплотной ядерной материи, разработали для коллайдера NICA физики Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), 12 декабря сообщила пресс-служба вуза.
Новый ускорительный комплекс NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility) создается в настоящее время в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне. Коллайдер (ускоритель тяжелых заряженных частиц) NICA позволит ученым воссоздать состояние вещества, в котором находилась Вселенная, когда начала остывать после Большого взрыва.
Также они смогут изучать сверхплотную ядерную материю, сопоставимую по плотности с веществом нейтронных звезд. Это поможет понять процессы зарождения жизни и появления органики во Вселенной.
В таких исследованиях мельчайшие частицы и ядра сталкиваются на больших скоростях, поэтому их можно зарегистрировать лишь с помощью специальных детекторных систем. При этом необходимо регистрировать с высочайшей точностью и траектории их разлета, чтобы по этим следам воссоздать природу частиц, определить величину импульса и ряд других параметров. Все эти детали необходимы, чтобы собирать из них картину Вселенной.
Заведующий учебной лабораторией ядерных процессов СПбГУ доцент Владимир Жеребчевский рассказал о разработке детекторной системы, которая велась в рамках проекта «Сверхплотная ядерная материя и способы ее исследования в экспериментах на ускорительно-накопительном комплексе NICA»:
«В своей работе мы изучили весь мировой опыт создания детекторных технологий, в том числе используемых на Большом адронном коллайдере. После этого, используя существующие технологии, мы попытались адаптировать их под задачи экспериментов на NICA, то есть для исследований сверхплотной ядерной материи. Это позволило нам разработать наиболее эффективную для данного проекта концепцию и создать отдельные элементы детекторной системы, которые могут быть использованы на российском коллайдере в ближайшем будущем».
Концепция предполагает структуру детекторной системы, схожую с пиксельной матрицей фотоаппарата, которая регистрирует видимый глазу свет, а детекторы ученых СПбГУ регистрируют ядерное излучение. Эти пиксельные детекторы изготавливаются из кремния, ставшего главным материалом современной микроэлектроники. На платформе из кремния можно создать как детектор, так и все электронные устройства, необходимые для таких высокоточных исследований.
Владимир Жеребчевский пояснил: «Создается множество слоев из этих пикселей, расположенных на тысячах платформ. Благодаря их обилию можно регистрировать с большой точностью любую траекторию частиц. Это самый передовой край науки, такие устройства сейчас делают мировые лидеры в области ядерной физики».
Разработки ученых СПбГУ представлены в статье «Кремниевые детекторные системы для исследования сверхплотной ядерной материи на ускорительном комплексе NICA», опубликованной в журнале «Известия Российской академии наук. Серия физическая».
