Ученые создали систему распознавания частиц для сибирского коллайдера
Как рассказали "РГ" в ИЯФ, ускоритель будет расположен на территории института, только под землей, на десятиметровой глубине. Его периметр составит 800 метров. Этот коллайдер вошел в число шести проектов мега-сайнс, которые будут реализованы на территории России. На строительство масштабного ускорителя, по расчетам, уйдет шесть лет, однако еще в течение как минимум десяти он сохранит уникальность, мировой приоритет в определенной области исследований.
Главная цель новосибирского коллайдера - исследования в области энергии на уровне столкновения пучков электронов и позитронов, при котором рождаются с-кварки и тау-лептоны. Один из основных параметров, который может описать эффективность такой установки, - светимость, то есть число рождений частиц, происходящих в единицу времени. При тех величинах, которые будут доступны на ускорителе ИЯФ, в нем будет происходить до 300 тысяч событий в секунду.
Чтобы зарегистрировать их, потребуется невероятно сложный детектор, который позволит измерять энергию, направление движения рождающихся частиц, определять их тип. В институте сочли перспективным метод идентификации, при котором заряженная частица будет проходить через особый аэрогель и производить вспышку излучения, образовывая фотоны. Зная координаты последних, ученые смогут установить скорость частицы и определить ее тип.
- Система идентификации для Супер С-тау фабрики должна быть на порядок больше по площади, чем японский и немецкий детекторы, а по степени фокусировки черенковского света лучше в два раза, чтобы обеспечить требуемое в эксперименте разделение частиц. Возможности данного метода были продемонстрированы на прототипе, испытанном на тестовом пучке в ЦЕРН, - отметил кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Александр Барняков.
Четырехслойный аэрогель, который будет использован в системе идентификации частиц, также уникален и обладает рекордно низкой плотностью. Его умеют производить только в Институте катализа им. Борескова СО РАН. Такой аэрогель состоит из мельчайших частиц диоксида кремния, которые соединены в хаотические цепочки. Однако основная его составляющая - до 99,8 процента - это воздух. Кубический сантиметр аэрогеля на основе кремния может весить от 0,3 миллиграмма и способен выдержать нагрузку, в четыре тысячи раз превышающую его собственный вес.