Проекты 21-го века

Новые камеры для детектора ATLAS

Увеличение светимости и энергии Большого адронного коллайдера, который планируется модернизировать во время большой остановки в 2019-2020 годах, приведет к существенному росту радиационной загрузки детектора ATLAS, в первую очередь, в областях, близких к точке взаимодействия протонных пучков.

Одной из таких частей является малое колесо (МК) мюонной системы установки. Его планируется полностью заменить новым, где основным координатным детектором будет камера Micromegas - микроструктурный детектор на основе механизма газового умножения, основанного на фотолитографии. Потребность такой замены вызвана двумя причинами: требованием сохранения высокой эффективности выделения частиц и увеличением уровня подавления фоновых событий в триггере первого уровня.

Первая панель камеры Micromegas была успешно собрана для модернизации мюонного спектрометра установки ATLAS еще в мае 2017 года. Тогда для выполнения такого рода работ в ЛЯП был создан участок, состоящий из двух чистых производственных помещений, комнаты газового теста и тестовых стендов. Было смонтировано и откалибровано производственное оборудование. С тех пор ОИЯИ участвует в серийном производстве камер Micromegas для создания новых малых колес (НМК) мюонной системы детектора ATLAS в рамках подготовки к работе БАК на высокой светимости.

ОИЯИ стал членом коллаборации МАММА (Muon ATLAS Micromegas Activity) в 2013 году. Наша мюонная группа отвечает за производство и тестирование наружных частей больших секторов НМК ATLAS. Площадь поверхности камер примерно три квадратных метра. Всего должно быть произведено 64 (+4) двухсторонних считывающих панели и собрано 32 (+2) модуля, или, по-другому, квадруплета. Квадруплет состоит из двух двухсторонних считывающих панелей и трех дрейфовых. После изготовления должно состояться тестирование и отдельных панелей, и модулей на точность геометрических характеристик (толщина, плоскостность), точность выравнивания печатных плат и панелей друг относительно друга, газовую течь и высокое напряжение. Окончательным тестом станет проверка модуля на функциональность на стенде космических лучей. После этого модули отсылаются в ЦЕРН для интеграции на несущую раму структуры НМК. При сборке модуля используются дрейфовые панели, изготовленные в университете имени Аристотеля в Салониках (Греция).

После вступления в коллаборацию МАММА при активной поддержке Н.А.Русаковича и В.А.Беднякова был организован второй участок полного производственного цикла (Micromegas для эксперимента ATLAS производятся из комплектующих материалов, централизованно доставляемых из ЦЕРН для всех участников проекта). На этом участке у членов мюонной группы появилась возможность самостоятельно разрабатывать и выпускать детекторы нужной геометрии и конфигурации.

Очевидно, что создание участка полного цикла в ЛЯП ОИЯИ дает сотрудникам Института возможность более эффективно участвовать как в реализации разных физических экспериментов, так и в прикладных исследованиях. Примером могут служить совместные работы с университетом Турина по оценке детектора на основе Micromegas в качестве кандидата для использования в научной программе COMPASS++/AMBER. Уже произведен третий вариант детектора, который успешно протестирован в лаборатории RD51 в ЦЕРН.

Команда, которая занимается изготовлением камер Micromegas в ЛЯП, молодая: 9 участников из всех 19 членов группы моложе 30 лет. Руководят проектом Алекси Гонгадзе и Георгий Шелков.

По материалам сайта
Лаборатории ядерных проблем