Томские ученые разрабатывают инструментарий для Большого адронного коллайдера

Ученые Томского политехнического университета участвуют в подготовке к модернизации Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе. Об этом сообщили в пресс-службе ТПУ. 

Томские ученые разрабатывают новейшие методы диагностики и управления пучком протонов Большого адронного коллайдера.

«Одна из серьезных проблем, которая существует в коллайдере, — это постепенная деградация пучка протонов. Причин много: остаточный газ, «электронные облака», взаимодействие протонных пучков друг с другом.  А механизма, который позволял бы достаточно быстро восстанавливать параметры пучка, на данный момент не существует. Сейчас для этих целей используется синхротронное излучение, но этот процесс занимает очень длительное время — порядка 25 часов», — рассказал заведующий лабораторией разработки источников электромагнитного излучения Центра RASA ТПУ Павел Каратаев.

Ученые ТПУ вместе с зарубежными коллегами предложили использовать для восстановления параметров пучка (его охлаждения) дифракционное излучение Вавилова-Черенкова. Это излучение было открыто отечественным ученым Павлом Черенковым, в 1958 году. За его открытие ученый получил Нобелевскую премию. Политехники в соавторстве с иностранными учеными предлагают установить возле пучка коллайдера радиатор, который благодаря черенковскому механизму будет «забирать» часть энергии пучка, таким образом охлаждая его. Сам радиатор будет представлять собой большой диэлектрик (по предварительным оценкам, длиной около 20 метров), имеющий алмазное покрытие. Как отмечает Павел Каратаев, преимущество такого способа охлаждения в том, что это невозмущающий метод: он не требует соприкосновения с протонным пучком, а значит, не должен ухудшать его свойства. Это утверждение ученым предстоит доказать в процессе выполнения работы. По прогнозам политехников, такое охлаждение будет занимать порядка четырех часов.

«Сейчас наша задача — создать рабочую теоретическую модель, которая могла бы предсказать характеристики излучения, оценить потери, оценить влияние этих потерь на пучок протонов. А уже на основе модели будут созданы радиаторы, которые мы будем тестировать экспериментально», — пояснил Павел Каратаев.

В ближайшие годы ученые протестируют радиаторы, созданные по данной технологии, на нескольких ускорителях — микротроне ТПУ, синхротроне Cesr-TA (Корнеллский университет, США), ускорителях CLEAR (ЦЕРН, Швейцария), CLARA (Лаборатория Даресбери, Великобритания) и ускорителе Национальной лаборатории физики высоких энергий (KEK, Япония).

На выполнение этих работ ЦЕРН выделил Томскому политеху 55 тысяч швейцарских франков. Финансовое соглашение между ЦЕРНом и ТПУ было заключено в феврале 2017 года.

Напомним, томские ученые рассказали о причине частых сильных ветров и града в Сибири.