Uma equipe de pesquisa da Tomsk Polytechnic University está participando da atualização do Large Hadron Collider (LHC) no Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN). Os cientistas da TPU foram designados para analisar detectores operacionais e desenvolver detectores de diamante de próxima geração mais confiáveis ​​para registrar as colisões de partículas elementares aceleradas a velocidades próximas à velocidade da luz, que ocorrem a cada 28 nanossegundos.

"As energias que surgem durante os experimentos no Grande Colisor de Hádrons são as mais altas do mundo. As condições dos experimentos também são incomuns - as colisões de partículas ocorrem a cada 28 nanossegundos. nós os detectores mais confiáveis ​​e precisos para respostas rápidas a essas colisões, "diz o professor Pavel Karataev, Royal Holloway University (Reino Unido), chefe do Laboratório de Radiação Eletromagnética, RASA Center no TPU e um dos supervisores do grupo TPU no CERN.

No CERN, a equipe de pesquisa faz parte do projeto Beam Radiation Instrumentation and Luminosity (BRIL) do experimento CMS, que é responsável por medir a luminosidade, fundo induzido por máquina (MIB), e temporização do feixe.

No âmbito do BRIL, os cientistas estão trabalhando para melhorar a confiabilidade do sistema existente de sensores de diamante BCML (Beam Condition Monitor Leakage) que garantem a segurança no LHC, bem como para testar seus próprios detectores baseados em diamantes sintéticos produzidos no TPU Institute of High Technology Physics.

De acordo com Pavel Karataev, para continuar os experimentos no Grande Colisor de Hádrons no curto prazo, os cientistas vão aumentar a intensidade do feixe de prótons por um fator de 10. Se os sensores não estiverem preparados para tais cargas, será impossível registrar as colisões de partículas e medir a luminosidade do feixe. Os cientistas da TPU já mediram todos os detectores que operam atualmente no CERN.

"Agora, estamos irradiando-os com partículas. Iremos irradiar os detectores por dois meses com diferentes cargas de voltagem aplicada e radiação para determinar uma voltagem operacional individual para cada detector, prever a taxa de desgaste, a vida útil média em certas capacidades, e outros parâmetros, "diz Vitaly Okhotnikov, um engenheiro de pesquisa que supervisiona o projeto BCML no CERN.

Os cientistas também estabeleceram o objetivo de desenvolver detectores baseados em diamantes sintéticos e produzi-los na TPU. Eles apresentarão resistência ao desgaste mais previsível e, mais importante, seus parâmetros operacionais também serão previsíveis. Além disso, os cientistas da TPU participarão da atualização do sistema de segurança do BCML CERN. O sistema desativa automaticamente os aceleradores do LHC quando os sensores registram níveis excessivos de luminosidade e radiação. Após sua atualização, será mais fácil substituir sensores inadequados, minimizando o contato com a radiação emitida.