Muon New Small Wheel — новая система датчиков, которая позволит обновленному коллайдеру работать на полную мощность

0
51

Muon New Small Wheel - новая система датчиков, которая позволит обновленному коллайдеру работать на полную мощность

Модернизация Большого Адронного Коллайдера под названием High-Luminosity upgrade (HL-LHC) кардинально увеличит количество и темп столкновений протонов в области датчиков эксперимента ATLAS, что даст возможность ученым-физикам исследовать некоторые из самых редких и экзотических явлений и процессов во Вселенной. Однако, такое увеличение мощности коллайдера подразумевает такое повышение уровня радиации и увеличение количества данных с которыми старые датчики эксперимента попросту не смогут справиться. Для решения этой проблемы прямо сейчас на коллайдере ведется сборка и монтаж новой системы датчиков, получившей название Muon New Small Wheel (NSW), которая является результатом десятилетия проектно-конструкторских работ.

Muon New Small Wheel - новая система датчиков, которая позволит обновленному коллайдеру работать на полную мощность

Система NSW состоит из двух идентичных датчиков, имеющих форму большого колеса, которые устанавливаются на противоположных сторонах экспериментальной камеры эксперимента ATLAS. Датчики NSW получили свое название по аналогии с предыдущими датчиками, которые имели диаметр 25 метров и назывались «большими колесами», но каждый из датчиков NSW имеет диаметр 10 метров и весит около 100 тонн.

Но не размер датчика имеет большое значение для ученых. Главное заключается в функциональности, обеспечиваемой двумя инновационными разработками, детекторами двух типов — MM (micromega) и sTGC (small-strip thin-gap chamber). Комбинация двух разных типов детекторов позволит регистрировать и измерять параметры элементарных частиц с более высокой скоростью и в большем динамическом диапазоне, чем это было возможно ранее.

Muon New Small Wheel - новая система датчиков, которая позволит обновленному коллайдеру работать на полную мощность

Каждое колесо датчика NSW состоит из 16 секторов, каждый из которых содержит по два слоя детекторов MM и sTGC. Детекторы расположены группами по четыре, что дает всему датчику некоторую полезную избыточность, которая позволит отфильтровать помехи, шумы и случайные события, прослеживая путь частиц-мюонов через объем датчика. Общее количество каналов измерений от датчиков MM равно двум миллионам, а от датчиков sTGC — 350 тысяч.

Отметим, что камеры с датчиками MM и sTGC изготавливались в совершенно различных местах, в институтах, лабораториях и университетах девяти стран: Канады, Чили, Китая, Франции, Германии, Греции, Израиля, Италии и России. Собранные камеры были доставлены в Женеву, где была выполнена тщательная проверка и окончательный монтаж колес датчиков NSW.

Muon New Small Wheel - новая система датчиков, которая позволит обновленному коллайдеру работать на полную мощность

Монтаж первого колеса NSW «A» был закончен еще в мае 2021 года, после чего началась процедура его установки под землей. А команда инженеров тем временем приступила к сборке второго колеса NSW «С», которая была завершена 14 октября. За период со 2 июня по 12 октября был проведена процедура демонтажа старых 25-метровых датчиков и подготовка места к установке новых датчиков.

Все процедуры по установке и тестированию датчиков NSW на месте будут завершены к началу третьего периода работы коллайдера Run 3, который стартует в следующем году. Но полностью все их возможности будут раскрыты лишь после очередного периода модернизации, LS3, запланированного на 2025 год, после которого коллайдер HL-LHC выйдет на полную мощность.

Muon New Small Wheel - новая система датчиков, которая позволит обновленному коллайдеру работать на полную мощность

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here