Российские ученые создали для БАК новую ловушку

Группа молодых ученых НИТУ "МИСиС" разработала проект принципиально новой "ловушки" элементарных частиц для работающего на Большом адронном коллейдере детектора LHCb. Эта уникальная установка ищет ответы на две загадки Вселенной. Во-первых, надо понять, куда из нее исчезло антивещество. Ведь после Большого взрыва, породившего Вселенную, вещества и антивещества было поровну, но мы живем в мире, состоящем только из вещества. Куда исчезло антивещество?

Вообще в этом нам очень повезло, ведь когда встречаются вещество и антивещество, они взаимоуничтожают друг друга. Возможно, что где-то во Вселенной существуют целые области, заполненные только антивеществом. Цель детектора LHCb попытаться поймать антивещество, которое может образоваться в Большом адронном коллайдере при столкновениях гигантского количества разогнанных почти до скорости света частиц. Другая задача детектора - поиск следов "темной материи". Как известно, во Вселенной ее масса в восемь раз больше, чем видимой массы - всех звезд и планет.

За 10 лет экспериментов коллайдер не сумел пролить свет на загадку "темной материи"

За почти десять лет экспериментов Большой адронный коллайдер так и не сумел зарегистрировать ни один факт, который бы пролил свет на загадку антивещества и "темной материи". Может быть, ему больше повезет, когда на коллайдере установят новое устройство, созданное физиками НИТУ "МИСиС" совместно с коллегами из Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН). По сути, это ловушка (абсорбер) элементарных частиц. Она поглощает образовавшиеся при столкновениях протонов частицы. Сейчас эта часть детектора представляет собой ряд параллельно расположенных пластин из свинца, а между ними - люминисцирующие "прослойки". В новом варианте абсорбера "сэндвич" из панелей заменен на "соты". Стенки состоят из вольфрама, а ячейки составляют почти прозрачные кристаллы граната. Такая структура позволяет выдержать более высокие радиационные нагрузки.

- Создать такую конструкцию уже само по себе довольно серьезная материаловедческая задача, - рассказывает одна из участниц проекта, доцент НИТУ "МИСиС", кандидат технических наук Дарья Стрекалина. - Основа абсорбера произведена методом электроэрозионной резки вольфрамовых пластин, что не так просто, учитывая твердость и хрупкость вольфрама. Гранатовые кристаллы тяжело поддаются резке и не проводят электричество, поэтому к ним невозможно применить те же методы. Созданный прототип в ноябре 2019 г. был успешно протестирован на ускорителе в Германии.

Оптимизация абсорбера - один из совместных проектов НИТУ "МИСиС" и ЦЕРН. Инженеры и ученые российского университета проектируют и разрабатывают уникальные радиационно-стойкие кремниевые сенсоры для детектора LHCb, а для детектора SHiP создают прототипы сверхпроводящих элементов магнитов, моделируют так называемую камеру распада.