szerző:
MTI / hvg.hu
Tetszett a cikk?

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 – közölte a kutatóközpont.

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 CERN ALICE-t korábban mi is alaposan szemügyre vehettük.)

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 közleményben.

©

"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-szén-dioxid 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, 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 3 évben 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 gyorsítókomplexumának 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 részt vevő meghatározó tagjai: Barnaföldi Gergely Gábor csoportvezető, Boldizsár László, Gera Ádám, Hamar Gergő, Varga Dezső, Vargyas Márton és Futó Endre.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.

VELETEK VAGYUNK – OLVASÓKKAL, ÚJSÁGÍRÓKKAL!

A hatalomtól független szerkesztőségek száma folyamatosan csökken, a még létezők pedig napról napra erősödő ellenszélben próbálnak talpon maradni. A HVG-ben kitartunk, nem engedünk a nyomásnak, és minden nap elhozzuk a hazai és nemzetközi híreket.

Ezért kérünk titeket, olvasóinkat, hogy tartsatok ki mellettünk, támogassatok bennünket, csatlakozzatok pártolói tagságunkhoz, illetve újítsátok meg azt!

Mi pedig azt ígérjük, hogy továbbra is minden körülmények között a tőlünk telhető legtöbbet nyújtjuk a számotokra!
Több ezer lakás kerülhet hamarosan eladósorba

Több ezer lakás kerülhet hamarosan eladósorba

David Attenborough karanténprogramját mi is megirigyelhetjük

David Attenborough karanténprogramját mi is megirigyelhetjük

Csúszhat az EU-s országjelentések publikálása

Csúszhat az EU-s országjelentések publikálása