Завершилась эксплуатация триггерного детектора Т0 эксперимента ALICE на Большом адронном коллайдере

Для Большого Адронного Коллайдера (БАК, CERN) 2018 год знаменателен, во-первых, тем, что прошло 10 лет после начала его работы (10 сентября 2008г.). Во-вторых, начинается серьезная модернизация БАК (последние пучки были запущены 3 декабря 2018 г.), направленная на повышение его светимости примерно в два раза, и это будет первый шаг к превращению его в БАК высокой светимости (High Luminosity LHC, HL-LHC), каким он станет в 2026 году после повышения светимости в 6-7 раз выше первоначально запланированной. Повышение светимости требует и модернизации детекторных систем.

10 лет в составе экспериментальной установки ALICE проработал триггерный детектор Т0, который был предложен группой МИФИ-ИЯИ (руководитель Григорьев В.А) и реализован международной коллаборацией в составе МИФИ, ИЯИ, НИЦ КИ, а также университета г. Ювяскила (Финляндия) под руководством профессора Владислава Трзаски. В настоящее время детектор Т0 уже в основном демонтирован, через 2,5 года, когда коллайдер начнет новый цикл измерений, вместо детектора Т0 должен быть новый – FIT (Fast Interaction Trigger) – разработкой которого занимается новая коллаборация с сохранением старого состава, в которую входит уже 13 институтов из 6 стран.

Детектор Т0 состоит из двух сборок черенковских детекторов и соответствующей электроники, позволяющей определять время столкновения протонов или ионов с точностью лучше 50 пикосекунд, координату взаимодействия, множественность, и на основе этой информации вырабатывать триггерные сигналы для запуска других детекторов и системы считывания информации. Черенковские детекторы были созданы на основе специальных фотоумножителей с сетчатыми динодами для работы в сильном магнитном поле ФЭУ-187, начало разработки которых в России было инициировано ректором НИЯУ МИФИ М.Н. Стрихановым (в то время - руководителем подразделения МИФИ «Интерфизика») в рамках гранта МНТЦ (участники: каф.11 МИФИ, МЭЛЗ, Электрон, ПИЯФ) и изготовленных на заводе «Электрон» (Санкт-Петербург).

Основными участниками разработки и создания детектора Т0, осуществлявшими также общее методическое руководство, были Григорьев В.А., Каплин В.А., Логинов В.А., Богданов А.А., Каракаш А.И., Кондратьева Н.В., причем двое последних защитили кандидатские диссертации соответственно по темам «Разработка регистрирующей системы для детектора Т0 эксперимента ALICE (CERN, LHC)» и «Многоканальная система сбора временной и амплитудной информации детектора Т0 эксперимента ALICE (CERN, LHC)».

Дальнейшая эксплуатация детектора Т0 ALICE показала правильность выбранных решений, как методических, так и технических. Так, одна из сборок детектора Т0-С была установлена в ALICE в 2007 году, закрыта другими детекторами, и мы не только не могли ее обслуживать, но даже не видели ни разу (может, в ближайшее время увидим, когда будет разобрана центральная часть ALICE). Тем не менее, все фотоумножители остались работоспособными, с минимальными отклонениями от первоначальных характеристик.

Надеемся, что полученный опыт поможет нам создать новый детектор FIT, который прослужит, мы надеемся, последующие 10-20 лет.

доцент ИЯФиТ В.А. Каплин, руководитель научной группы по разработке детекторов излучения



Автор: доцент ИЯФиТ Каплин В.А., руководитель научной группы по разработке детекторов излучения

Редактор: доцент ИЯФиТ Наумов П.Ю., зам. зав. кафедрой № 11 ЭМЯФ по учебной работе.