Создана концепция детекторной системы для исследований на коллайдере NICA
Физики Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) создали концепцию новой детекторной системы для исследований сверхплотной ядерной материи на коллайдере NICA, который строится в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) в г. Дубна Московской области.
Ученые, работающие на ускорительном комплексе NICA, надеются, что с помощью коллайдера они смогут воссоздать особое состояние вещества, в котором пребывала Вселенная, когда начала остывать после Большого Взрыва. Помимо этого, перед коллайдером стоит задача изучения сверхплотной ядерной материи, сравнимой по плотности с нейтронными звездами. Ожидается, что решение этой задачи поможет лучше понять процессы появления органики во Вселенной и зарождения жизни.
Поскольку в таких исследованиях речь идет о мельчайших частицах и ядрах, сталкивающихся на больших скоростях, для их регистрации нужны специальные детекторные системы — без них увидеть и зафиксировать происходящее с частицами не удастся. Кроме того, чтобы сделать правильные выводы, необходимо регистрировать траектории их разлета с высочайшей точностью.
«В своей работе мы подробно изучили весь мировой опыт создания детекторных технологий, в том числе, используемых на Большом адронном коллайдере. После этого, используя существующие технологии, мы попытались адаптировать их под задачи экспериментов на NICA, то есть для исследований сверхплотной ядерной материи. Это позволило нам разработать наиболее эффективную для данного проекта концепцию и создать отдельные элементы детекторной системы, которые могут быть использованы на российском коллайдере в ближайшем будущем», — рассказал руководитель исследования, заведующий учебной лабораторией ядерных процессов СПбГУ Владимир Жеребчевский.
Разработанная технология схожа с механизмом работы пиксельной матрицы фотоаппарата, которая регистрирует видимый свет. По аналогичному принципу детекторы ученых СПбГУ регистрируют ядерное излучение. Причем сделаны они с использованием кремния — главного материала современной микроэлектроники, что позволяет на единой кремниевой платформе совместить и детектор, и все электронные устройства, необходимые для высокоточных измерений.
«Создается множество слоев из этих пикселей, расположенных на тысячах кремниевых платформ. Благодаря обилию таких пикселей можно регистрировать с большой точностью любую траекторию частиц. Это самый передовой край науки, такие устройства сейчас делают мировые лидеры в области ядерной физики», — пояснил ученый.
Проект по созданию коллайдера NICA реализуется Минобрнауки России в рамках нацпроекта «Наука и университеты».