Научная группа Томского политехнического университета принимает участие в обновлении Большого адронного коллайдера (БАК) в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН). Томские ученые анализируют имеющиеся на БАК алмазные датчики с целью их модернизации, а также работают над созданием алмазных детекторов нового поколения.

"Энергии, которые возникают во время экспериментов на БАК,— самые высокие в мире. Условия экспериментов тоже необычные — столкновения частиц происходят каждые 28 наносекунд. Соответственно, нужны надежные и максимально точные детекторы",— отмечает Павел Каратаев, профессор университета Royal Holloway, один из организаторов работы научной группы ТПУ в ЦЕРНе.

Группа ТПУ входит в состав проекта BRIL (Beam Radiation Instrumentation and Luminosity) по измерению характеристик пучка элементарных частиц. Группа работает над повышением надежности существующей системы алмазных датчиков BCML (Beam Condition Monitor Leakage), отвечающей за безопасность на БАК, а также тестирует собственные детекторы из синтетических алмазов, выращиваемых учеными Института физики высоких технологий ТПУ.

По словам Павла Каратаева, в ближайшем будущем ЦЕРН планирует увеличить интенсивность протонного пучка в десять раз. Если это сделать сейчас, не подготовленные к таким нагрузкам датчики попросту перестанут выполнять свою функцию. "Детекторы, которые установлены на БАК сейчас, ведут себя зачастую непредсказуемо, и не всегда удается определить причину различия в их характеристиках. Например, почему из двух одинаковых датчиков один быстро выходит из строя, а другой работает много месяцев. Мы стараемся выяснить, что происходит внутри детекторов, чтобы сделать их точнее и устойчивее к высоким энергиям",— рассказывает Виталий Охотников, инженер Института физики высоких технологий ТПУ, курирующий в ЦЕРНе проект BCML.

"Нам предстоит в течение двух месяцев облучать эти датчики частицами, чтобы определить для каждого свое рабочее напряжение, спрогнозировать скорость износа и другие характеристики,— поясняет Виталий Охотников.— Также мы ставим себе целью разработать детекторы на основе синтетических алмазов и изготавливать их уже на базе ТПУ. Они будут отличаться большей износостойкостью и предсказуемыми рабочими параметрами".

Ученые ТПУ принимают также участие в модернизации системы безопасности BCML ЦЕРНа. Система автоматически отключает ускорители при превышении уровня светимости и радиации.