Новосибирск. 24 мая. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ - Ученые Института ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали проект системы идентификации частиц для экспериментов на будущем новосибирском коллайдере - "Супер чарм-тау фабрике", сообщает пресс-служба ИЯФ.
Это одна из ключевых систем будущей установки, она позволит с высокой надежностью определять типы рождающихся в эксперименте частиц.
Детектор основан на эффекте черенковского излучения, вызываемого заряженными частицами, проходящими, в данном случае, через фокусирующий аэрогель - прозрачный твердый материал с рекордно низкой плотностью, который состоит из очень маленьких частиц диоксида кремния, соединенных в хаотические цепочки, при этом до 99,8% объема материала составляет воздух.
Фотоны, получающиеся при прохождении заряженной частицы через аэрогель, излучаются под определенным углом к направлению ее движения.
"Зная координаты зарегистрированных фотонов, можно установить скорость частицы, что позволяет определить ее тип", - говорится в сообщении.
Детектор должен иметь площадь 15-20 кв. м с более чем 1 млн каналов современной быстрой оцифровывающей электроники.
Подобная методика широко используется в экспериментах на ускорителях во всем мире, однако уникальность решения, предлагаемого новосибирскими исследователями, в использовании четырехслойного фокусирующего аэрогеля, который умеют производить только в Институте катализа им.Г.К.Борескова (Новосибирск).
При этом система идентификации частиц для "Супер чарм-тау фабрики" должна быть на порядок больше по площади, чем детекторы на ускорителях SuperKEKb в Японии и FAIR в Германии, чтобы обеспечить требуемое в эксперименте разделение частиц.
Пресс-служба также сообщает, что прототип новосибирского детектора был успешно испытан в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN).
Разработанный в Новосибирске аэрогель использовался в эксперименте на Большом адроном коллайдере, также он применяется на Международной космической станции в универсальном детекторе.
Как сообщалось, ИЯФ к концу 2019 года должен подготовить проект "Супер чарм-тау фабрики" и технико-экономическое обоснование, по которому руководство страны примет решение о финансировании строительства коллайдера.
В настоящее время проект частично финансируется за счет грантов, которые выигрывает институт. Общая стоимость проекта на сегодняшний день - около 40 млрд рублей.
Предполагается, что с помощью "Супер чарм-тау фабрики" ученые смогут узнать, почему Вселенная состоит из материи, и в ней совсем нет антиматерии, хотя известно, что на начальном этапе возникновения Вселенной и той, и другой было поровну.
ИЯФ уже вложил в реализацию проекта около $40 млн из внебюджетных средств института. Проекты зданий и сооружений, которые предполагается построить, подготовлены за счет средств федерального бюджета.
Проект "Супер чарм-тау фабрики" прошел три международные экспертизы, которые признали высокую ценность проекта для развития физики элементарных частиц, 10 зарубежных институтов, в том числе Европейский центр ядерных исследований (ЦЕРН), девять российских институтов готовы войти с ИЯФ в коллаборацию по созданию нового ускорителя.
В 2015 году в ИЯФ был запущен источник электронов (инжекционного комплекса) для первой очереди ускорительного комплекса со встречными электрон-позитронными пучками "Комплекс ВЭПП-5" ("Супер чарм-тау фабрика"). В строящемся новом коллайдере предстоит еще, помимо нового оборудования, построить несколько зданий, часть тоннелей для ускорителя уже подготовлена.
Проект "Супер чарм-тау фабрики" в 2011 году вошел в число шести научных мегапроектов, отобранных Минобрнауки РФ.
Светимость, то есть число наблюдаемых за секунду столкновений элементарных частиц в строящемся коллайдере должна быть примерно в тысячу раз больше, чем то, что достигнуто на настоящий момент в институте и даже больше, чем у Большого адронного коллайдера. В случае запуска ускорителя эксперименты, требующие сейчас нескольких лет, можно будет проводить в течение нескольких недель, тем самым повышается вероятность зафиксировать редкие или не предусмотренные современной теорией процессы, и способствовать поиску новой формы материи.
Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера является одним из ведущих мировых центров в нескольких важных областях физики высоких энергий, управляемого термоядерного синтеза и прикладной физики. По большинству своих направлений ИЯФ является единственным в России.
