Новые ускорители частиц получат алмазные детекторы

Эра "новой физики", которая официально начнется сразу после того, как будет окончательно установлено тождество частицы, найденной на ЦЕРНовском суперколлайдере LHC, с бозоном Хиггса, но которая в действительности уже идет, требует создания более мощных и эффективных ускорителей. Канадские физики предлагают оснастить их "бриллиантами в золотых оправах". По сути, этот процесс уже идет. В первую очередь, на LHC.

Сегодня детекторы LHC, каждый из которых представляет собой огромное здание, измеряют точное положение заряженных частиц, рождающихся после столкновения протонных пучков с помощью многих тысяч кремниевых детекторов. Однако эти детекторы несовершенны – как утверждает Уильям Трищук, профессор Университета Торонто и директор Института физики элементарных частиц, алмазные трековые полосы вместо кремниевых, например, и служат дольше, и работают с большей скоростью.

По мнению ученых, природные алмазы не подходят для детекторов, поскольку им требуется более высокая чистота. Южноафриканская алмазная корпорация Де Бирс взялась за изготовление того, что нужно. Разработчики берут газ, содержащий углерод, например, метан, "срывают" водород со всех его молекул. Затем под действием высокого давления и температуры атомы углерода осаждаются на подложке и прикрепляются к ней. К этой алмазной пленке добавляется небольшое количество золота, которое будет передавать на компьютер электрический сигнал, возникающий при прохождении сквозь алмаз элементарной частицы.

Бюджет, предусмотренный для этой программы, составляет всего 10 миллионов долларов. "Это очень мало, - говорит Трищук, - особенно если учесть, что он рассчитан на десять лет".

Проблема детекторов заключается в том, что они находятся меньше, чем в метре от места столкновения протонных пучков, и потому быстро выходят из строя. К 2020 году все кремниевые детекторы на LHC (их средний срок службы составляет пять лет) будут заменены. Алмазы, в свою очередь, гораздо лучше переносят радиацию.

На детекторе ATLAS уже установлены 20 алмазных детекторов, но это, разумеется, всего лишь "капля в море". В 2013-2014 годах на этом детекторе будет установлено еще 24 алмазных детектора.

У отработавших свой срок кремниевых детекторов есть еще одна проблема – подвергаясь непрерывному воздействию радиации, они и сами становятся радиоактивными. Поэтому их замена сопряжена с риском для здоровья - никто не может находиться рядом с ними больше пары часов, поскольку даже это время люди получают годовую дозу радиации, эквивалентную 10-20 рентгеновским обследованиям грудной клетки.