Физики ТГУ тестируют новые детекторы поиска сверхтяжелых частиц на БАК
9 Сентября 2021

Учёные Томского госуниверситета Олеся Кучинская и Максим Пензин тестируют новые детекторы для эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере. Новые детекторы оснащены специальными многофункциональными чипами — они быстро и эффективно собирают информацию в условиях повышенной интенсивности работы коллайдера. Эти чипы позволят подавить фоны и лучше идентифицировать интересные физические процессы.

Кучинская_0M8A8380.JPGДля более точного измерения параметров Стандартной модели, в том числе сектора Хиггс-бозона, а также обнаружения признаков возможной Новой физики, нужно много новых данных. С этой целью учёные Большого адронного коллайдера (БАК) модернизируют эту установку. И чтобы суметь зарегистрировать и записать интересные события в мире физических явлений, нужно также обновить компонент ATLAS-детектора. В одной из таких задач обновления ATLAS участвуют молодые учёные из ТГУ — Олеся Кучинская и Максим Пензин.

– Увеличение светимости ускорителя приведёт к существенному росту загрузки ATLAS-детектора, в первую очередь, в областях, близких к точке взаимодействия протонных пучков. Одной из таких областей являются малые колеса (Small Weel (SW) detectors) мюонного спектрометра ATLAS, — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории анализа данных физики высоких энергий физического факультета ТГУ Олеся Кучинская.

– Чтобы он мог функционировать в условиях повышенной светимости, SW-детекторы будут заменены на New Small Wheel (NSW). Опорная структура NSW напоминает колесо со спицами диаметром 10 метров, предназначенное для монтировки камер детектора, в связи с чем появилось название «новые мюонные колеса».

На этапе построения NSW-детекторов сотрудники ТГУ приняли активное участие в тестировании специальных микросхем VMM, которые используются в считывающей электронике NSW-детекторов. Для этого ТГУ разработал многофункциональный стенд-тестер VMMT. Это микроэлектронное устройство, которое регистрирует отклики микросхемы VMM на тестовые воздействия от источников разных сигналов. За три года реализации проекта студенты и молодые учёные ТГУ протестировали в ЦЕРНе около 35 тысяч микросхем. Уникальные стенды для тестирования электроники вернут из ЦЕРНа в Томск и адаптируют их для лабораторных работ студентов физического факультета ТГУ.

photo_2021-09-02_коллайдер1.jpgНапомним, Томский государственный университет принимает участие в исследованиях в ЦЕРН в составе коллаборации ATLAS с 2015 года. Учёные вуза эксплуатируют и модернизируют мюонный спектрометр, а также анализируют данные эксперимента ATLAS. В рамках мегагранта правительства РФ на базе ТГУ создана лаборатория анализа данных физики высоких энергий (ЛАДФВЭ) для обработки экспериментальных данных, полученных на БАК.

Лаборатория объединила не только студентов, аспирантов и молодых специалистов из томских университетов, но и ведущих учёных из разных уголков мира. В рамках анализа данных сотрудники ТГУ занимаются обнаружением распада бозона Хигга в мюон-мюонное конечное состояние, обнаружением трехчастичного рождения тяжёлых калибровочных W-, Z-бозонов, дифференциальным измерением фоторождения WW-бозонов, а также поиском признаков Новой физики, выходящей за рамки Стандартной модели.