В Санкт-Петербургском университете создали детекционную систему с пиксельными датчиками для точного измерения траекторий заряженных частиц, образующихся при столкновениях ядер. Эта система предназначена для работы на российском коллайдере NICA. Публикация о разработке вышла в научном журнале « ». Вестник РАН. Физический отдел ».
В Дубне в Объединенном институте ядерных исследований создается новый ускорительный комплекс NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility). После запуска коллайдера ученые смогут воссоздать состояние вещества, которое было в ранней Вселенной после Большого взрыва. Также перед ними стоит задача изучения сверхплотной ядерной материи, подобной плотностям нейтронных звезд. Это фундаментальное исследование поможет понять процессы зарождения жизни и появления органики.
Исследования мельчайших частиц и ядер, сталкивающихся на больших скоростях, требуют специальных детекторных систем для регистрации. Для получения достоверных результатов важно регистрировать траектории разлета частиц с высокой точностью.
Ядерная физика подобна охоте: следы частиц ведут к пониманию самой природы этих частиц, их импульса и других характеристик.
В работе изучен мировой опыт создания детекторных технологий, применяемых, например, на Большом адронном коллайдере. Затем существующие технологии адаптировали для задач экспериментов на NICA — исследований сверхплотной ядерной материи. Это позволило разработать концепцию и создать элементы детекторной системы для российского коллайдера, которые могут быть использованы в ближайшем будущем.
Разработанная технология напоминает пиксельную матрицу фотоаппарата, регистрирующего видимый свет. По такому же принципу детекторы ученых СПбГУ регистрируют ядерное излучение. В их конструкции использован кремний — основной материал в современной микроэлектронике, на базе которого можно объединить детектор и все электронные устройства для высокоточных исследований.
Из пикселей формируются слои, располагаемые на тысячах платформ. Благодаря их большому количеству можно регистрировать с высокой точностью любую траекторию частиц. Это передовой край науки; такие устройства сейчас делают мировые лидеры в области ядерной физики.
Работа выполнена в рамках проекта «Исследование сверхплотной ядерной материи на ускорительно-накопительном комплексе NICA. », поддержанного грантом РНФ.
Информация предоставлена пресс-службой СПбГУ
Источник фото: ru.123rf.com