Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) принимает активное участие в работах по модернизации Большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider, LHC). В рамках одного из контрактов между ИЯФ СО РАН и Европейским центром по ядерным исследованиям (ЦЕРН) новосибирские физики провели эксперимент, направленный на исследование материалов покрытия вакуумной камеры будущего ускорителя. Первые экспериментальные результаты показали, что применение аморфного углерода в качестве покрытия вакуумной камеры достаточно эффективно для получения предельного вакуума в коллайдере. Этот результат был представлен СМИ на заседании Секции ядерной физики Отделения физических наук РАН 10 марта и опубликован в журнале «Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования» и тезисах Российской конференции по ускорителям частиц.

ИЯФ СО РАН принимает активное участие в работах по модернизации Большого адронного коллайдера, в результате которой будет создана установка высокой светимости (High Luminosity LHC, HL-LHC), и также продолжит участие в ключевых экспериментах ЦЕРН, таких как ATLAS, CMS, LHCb, ALICE.

На самом большом и мощном в мире ускорителе сейчас идет подготовка к модернизации, которая начнется в 2024 г. и продлится ориентировочно до 2028 г. Задача ученых – провести глубокую модернизацию установки, создав коллайдер, светимость которого в пять раз превысит существующую. Чем больше светимость, то есть частота столкновения частиц, тем большая статистика будет набрана. Специалисты, участвующие в коллаборации, проводят сложную работу, предполагающую как модернизацию существующего оборудования, так и создание новых технологий.

«В рамках проекта по модернизации предполагается использовать в качестве покрытия вакуумной камеры аморфный углерод, имеющий низкий коэффициент вторичной электронной эмиссии. Необходимо было изучить поведение этого материала и исследовать динамические характеристики вакуумной системы в условиях мощного синхротронного излучения, – рассказывает ведущий научный сотрудник ИЯФ СО РАН Вадим Анашин. – Характеристики СИ накопителя БЭП комплекса ВЭПП-2000 при определенной энергии в точности соответствуют характеристикам СИ протонов в HL-LHC, что позволяет проводить эксперименты в максимально близких к коллайдеру условиях. Это стало одним из главных оснований для заключения контракта между ИЯФ СО РАН и ЦЕРН, как и наше многолетнее сотрудничество».

Совместно с коллегами из ЦЕРН в ИЯФ СО РАН была создана экспериментальная установка, позволяющая изучать характеристики различных покрытий в прототипах вакуумной камеры HL-LHC, и канал вывода СИ из поворотного магнита БЭП ВЭПП-2000. Первые эксперименты были направлены на изучение коэффициента фотостимулированной десорбции (количества газа, выделяемого под действием СИ) и распределения отражения электронов и фотонов без покрытия и с нанесением аморфного углерода.

«Первые экспериментальные результаты на новом канале вывода СИ на ВЭПП-2000 показали, что применение аморфного углерода в качестве покрытия достаточно эффективно для получения предельного вакуума при высокоинтенсивном излучении», – добавил Вадим Анашин.

Конференция Секции ядерной физики Отделения физических наук РАН 10-12 марта 2020 посвящена широкому кругу вопросов, включая полный спектр научных проблем в физике высоких энергий, нейтринной физике, космологии, астрофизике и других смежных областях. Создание и эксплуатация установок класса мегасайенс в России неразрывно связаны с решением общемировых проблем в фундаментальной науке. На конференции будут обсуждаться не только национальные проекты, а также участие и результаты представителей российских научных организаций в международных коллаборациях. В заседании примут участие сотрудники РФЯЦ-ВНИИЭФ, РФЯЦ-ВНИИТФ, НИЦ «Курчатовский институт», Объединенного института ядерных исследований, НИИЯФ МГУ, НИЯУ МИФИ, ИЯИ РАН, ИЯФ СО РАН, Иркутского государственного университета и др.

редакция по материалам Института ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН

Фото - Андрей Требушинин. Экспериментальный стенд для изучения различных покрытий в прототипах вакуумной камеры HL-LHC. Расположен на бустере электронов и позитронов коллайдера ВЭПП-2000 ИЯФ СО РАН.