Учёные Томского госуниверситета тестируют новые детекторы для эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе.
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.
Для более точного измерения параметров Стандартной модели, в том числе бозона Хиггса, а также обнаружения признаков возможной новой физики, нужно много новых данных. Поэтому детектор ATALAS нуждается в модернизации. В одной из задач обновления ATLAS участвуют молодые учёные из ТГУ Олеся Кучинская и Максим Пензин.
«Увеличение светимости ускорителя приведёт к существенному росту загрузки детектора ATLAS, 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 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.
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.
Напомним, в модернизации детектора ATLAS Большого адронного коллайдера для поиска событий новой физики участвуют также ученые Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований. Они занимаются разработкой пограммного триггера детектора. Триггер должен отбирать из массива данных детектора наиболее важные и редкие события рождения тяжелых кварков и записывать данные для дальнейшего анализа.