fbpx
quotescamera408D8217-1508-42F1-8C7C-9B81D4D48B57BF2C6754-57F9-416E-81DD-671EE8AD8D71DD13BF45-FD0E-4F5E-BCB8-EE0968EEB4D2DD13BF45-FD0E-4F5E-BCB8-EE0968EEB4D292333EC4-7DF2-4B9F-A7BF-114B75EE0347chevron_thin_rightchevron-downchevron-firstchevron-lastchevron-leftchevron-nextchevron-prevchevron-right582A3CB2-04DA-4E39-837D-58C0907011FD582A3CB2-04DA-4E39-837D-58C0907011FDchevron-upA659D4DE-32ED-45A3-A6C5-A48FFE2B488D75140C12-4E5F-4759-9FD3-4300BCD98B0CB69DB86E-0DDE-4383-BD92-653067C2563303A7445C-E555-4556-9278-5815BF71C9AF16DD793C-5D61-45BF-AFAF-6DE315DB19D01A6A983E-3DA3-4A07-ACA8-60B780BA8F5Bsearch-bigD9E58768-0281-47D1-8191-45C7CE673AF893DB4080-7C8D-467D-8E27-6ECB71C8D144C6DE3A5E-B153-4D9B-9D7B-F226C80BCB9A1D118CCB-65D4-4236-8317-A87D534DDCA8001646AA-7655-4585-ADCC-738ED6F09280
2024. 04. 23. kedd
  -  Béla
Promenad.hu archívum

Jelentős magyar hozzájárulással készült el a CERN új nyomkövető detektora

2020. szeptember 13.

Komoly felújításon, fejlesztésen esett át a genfi székhelyű európai részecskefizikai kutatóintézet (CERN) egyik nagy detektora, az ALICE. A több évig tartó K+F munkálatokban komoly szerepet vállalt a Wigner Fizikai Kutatóközpont csapata is, a tesztelések egy jelentős része is Csillebércen zajlott – tájékoztatta a Wigner Fizikai Kutatóközpont az MTI-t.

A mintegy 5 méter átmérőjű, 5 méter hosszú hengeres óriásdetektor egyik legfontosabb eleme több évig tartó fejlesztési munkát követően augusztusban került a helyére 56 méterrel a föld alatt a Nagy Hadronütköztető (Large Hadron Collider – LHC) 2. ütközési pontjában, az ALICE kísérlet földalatti mérőhelyén. Ezzel lezárult a CERN ALICE kísérlet Időprojekciós Kamrájának (Time Projection Chamber – TPC) modernizálása.

A 2015 óta épített, új elvek alapján fejlesztett detektor, az 1995 táján tervezett előző változatot váltotta le az ALICE hatalmas központi elektromágnesében. Ebben a K+F munkában jelentős feladatot vállalt a Wigner Fizikai Kutatóközpont – olvasható a kutatóközpont közleményében.

„Az ALICE TPC egy részecske-nyomkövető detektor, amely egy, a Nagy Hadronütköztető nehézion fizikai kutatásait célzó, speciális berendezés. A célja nem kevesebb, mint hogy a világegyetem születése utáni pillanatokban keletkezett anyag, a kvark-gluon plazma (Quark-Gluon Plasma – QGP) halmazállapot-tulajdonságait kutassa” – magyarázta a magyar ALICE-csoport vezetője, Barnaföldi Gergely Gábor.

„Az óriásdetektor szerkezetét úgy kell elképzelnünk, mint egy nagy, argon-széndioxid gázkeverékkel töltött hengert, egy kisembernyi lyukkal a közepén. Ebben a belső üregben helyezkedik el a szilíciumlapkákból álló nyomkövető, valamint legbelül a berillium nyalábcső, amiben az ütközések történnek” – teszi hozzá.

A detektorok a TPC korábbi változatában úgynevezett sokszálas proporcionális kamrákból épültek fel, amelyek összesen 72 részből álltak. Az ALICE TPC továbbfejlesztése során most ezeket a “tortaszeleteket” felváltották egy új, az úgynevezett gázelektron-sokszorozó (Gas Electron Multiplier – GEM) technológián alapuló elemek. Ebben a munkában részt vett a Wigner FK-ban

Varga Dezső vezetésével működő Innovatív Gázdetektorok Lendület kutatócsoport is.

A GEM technológia újdonsága, hogy lehetővé teszi a folytonos adatkiolvasását a detektorból, így a másodpercenkénti 50000 ólom-ólom ütközések mindegyikében keletkező több tízezer részecskepálya szinte mindegyike rögzítésre kerülhet az új, akár 4 TB/s (Terabájt másodpercenként) sebességű kiolvasórendszernek köszönhetően.

„Az elmúlt háromévben a CERN műhelyében több mint 800 GEM fóliát készítettek el, miközben pedig az új kamrák és elektronikák elkészítése és tesztelése is folyt szerte a világban. A részegységek összeépítése meglehetősen komoly logisztikai feladat – mondja Barnaföldi -, különösen, hogy három kontinensen folytak párhuzamosan a fejlesztések. Az ALICE TPC csapat együttesen dolgozott a fejlesztés utolsó lépésein, amelyeket a CoVid-19 járvány kitörése mellett is képesek voltak sikeresen lezárni” – mondta.

A CERN gyorsító komplexumának második hosszú leállása alatt először kiemelték a TPC modulját a földalatti csarnokból, majd a felszínen a keretével együtt áttették egy, a feladat végrehajtására épített tiszta szobába. Darukkal, emelőkkel és egy speciális kamionnal volt csak megoldható a biztonságos szállítás. Több mint egy évbe telt a kamrák kicserélése, az elektronikák installálása és a komplex tesztelések végrehajtása (ez utóbbit lézerekkel, kozmikus sugárzással és röntgensugárzással végezték). 2020 júliusában a TPC készen állt arra, hogy visszahelyezzék a föld alá.

A Magyar ALICE Csoport szerepvállalása igen jelentős volt ebben a projektben, hiszen a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH) pályázata által támogatott kutatások és fejlesztések egy része a Wigner Fizikai Kutatóközpontban zajlott. Heti rendszerességgel érkeztek a GEM fóliák, amelyek tesztje éjjel-nappal folyt az intézet speciálisan erre a célra kialakított tiszta helyiségében, több speciálisan kifejlesztett automatikus szkenner segítségével.

A 800 fólia mintegy felének minőség-ellenőrzését Csillebércen, a többit Helsinkiben végezték. A tesztelt fóliákat masszív keretre ragasztották, majd ezekből építették össze a 72 új GEM-es kamrát az USA és Európa több intézetében.

Ezeket aztán külön-külön is tesztelték a CERN-ben egy nagyenergiás röntgenforrással. Ez utóbbi tesztekben szintén részt vettek a wigneres kollégák, valamint segítettek a kamrák hőmérsékleti szenzorainak és az egyéb elektronikáknak az installálásában, kábelezésében, földelésében.

A magyar csoport az összeszerelést követően a helyszíni röntgen és kozmikus tesztekben is részt vett, majd a pandémiás helyzet beálltával, itthonról távmunkában végezték a méréseket és a detektorok tesztelését. A Magyar ALICE Csoport TPC-fejlesztésben résztvevő meghatározó tagjai: Barnaföldi Gergely Gábor csoportvezető, Boldizsár László, Gera Ádám, Hamar Gergő, Varga Dezső, Vargyas Márton.

Forrás: