Российские физики испытали в CERN новый детектор переходного излучения

Научная группа кафедры физики элементарных частиц ИЯФиТ НИЯУ МИФИ приступила к тестовым испытаниям прототипа пиксельного детектора переходного излучения (ПИ) на пучках частиц с ускорителя SPS в CERN (Европейская организация ядерных исследований). Об этом сообщает сайт МИФИ.

Прототип детектора выполнен на основе кристалла арсенида галлия (GaAs), сопряжённого с интегральной схемой считывания сигнала TimePix3, размер пикселя в которой составляет 55х55 мкм². Такой детектор сочетает в себе возможности прецизионных измерений координат частиц с высокой эффективностью регистрации гамма-квантов в рентгеновском диапазоне. В ходе тестовых испытаний работы детектора с помощью пучков частиц различного сорта (электроны, пионы и мюоны) были набраны экспериментальные данные.

Целью испытаний прототипа детектора на пучке частиц было непосредственное изучение свойств переходного излучения и связанных с ним эффектов. В частности, изучалась возможность использования интерференционных эффектов переходного излучения в радиаторах, состоящих из органических плёнок, для увеличения угла разлёта ПИ и частицы. Использование такого эффекта позволит обеспечить подавление неверной идентификации пиона как электрона в 100-1000 раз при сохранении эффективности регистрации электронов на уровне более 95%.

Детекторы переходного излучения позволяют проводить разделение частиц разного типа в диапазоне энергий, недоступном для других неинвазивных (т.е. практически не изменяющих состояние пролетающей частицы) методов идентификации. Увеличение эффективности работы таких детекторов, в комбинации с преимуществами прецизионного трекового детектора, расширяет возможности методики и открывает ещё больше перспектив для создания физических установок нового типа для будущих экспериментов.

Подготовка тестового стенда, детектора на основе GaAs, радиаторов ПИ и других важных узлов эксперимента велась в течение июня и июля. В конце июля начался набор данных. Сотрудники кафедры организовали сменные дежурства для круглосуточной работы на пучке. В исследовательской работе принимали участие также студенты и аспиранты кафедры.