На одном из крупнейших детекторов Большого адронного коллайдера — CMS — на днях прошла замена системы мониторинга радиационного фона и параметров сталкивающихся пучков. Одна из важных частей системы — система аварийного сброса пучка BCML, необходимая для защиты отдельных узлов CMS и их электроники от критических радиационных повреждений. Для нее ученые Томского политехнического университета установили восемь новых алмазных датчиков — это главная часть системы. Планируется, что новые детекторы прослужат от трех до пяти лет, до следующего обновления детектора.
Алмазные датчики помогут чувствительной аппаратуре БАК получить новые данные об устройстве материи на элементарном уровне
Большой адронный коллайдер — это самый крупный и самый мощный на сегодняшний день ускоритель заряженных частиц. В нем пучки адронов — класс частиц, в который входят, в том числе, протоны, — ускоряются и сталкиваются. Здесь ученые из десятков стран мира изучают, что происходит в результате этих столкновений.
Вокруг точек столкновения пучков установлены большие детекторы. Один из четырех основных детекторов — это Компактный мюонный соленоид CMS. Диаметр «компактного» CMS составляет 16 м, а его длина достигает 25 м. Он считается детектором общего назначения и предназначен как для исследования и проверки предсказаний «Стандартной модели элементарных частиц» (в том числе свойств бозона Хиггса), так и для поиска «нестандартной физики», дополнительных измерений и темной материи.
Ученые и инженеры Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политеха работают в эксперименте CMS в научной группе BRIL, совместно с коллегами из ЦЕРН, DESY, Принстонского университета (США), университета Кентербери (Новая Зеландия) и других организаций. Здесь томские политехники отвечают за разработку, модернизацию и обслуживание системы «медленного мониторинга» столкновения протонов и тяжелых ядер и аварийного сброса пучка.
Эта система позволяет ученым измерять радиационный фон от столкновений протонов, анализировать его изменения как за короткие времена, соответствующие случайным отклонениям отдельных частиц, так и фиксировать долговременные изменения. Они могут быть связаны с отклонениями в движении пучка или, например, потерей вакуума в канале транспортировки. При критических отклонениях пучок необходимо остановить, то есть принудительно сбросить. Иначе долговременное воздействие пучка, движущегося с колоссальной энергией, может привести к необратимым повреждениям сложных и дорогостоящих систем детектора и коллайдера. Каждый аварийный или ложный сброс пучка — это настоящий инцидент, подлежащий расследованию.
