Fizičari s UC Riverside testirali novi detektor u RHIC-u
Fizičari s Univerziteta Kalifornija, Riverside (UC Riverside), nedavno su završili uzbudljivi eksperiment u Nacionalnom laboratoriju Brookhaven u New Yorku, gdje su testirali novi prototip detektora na relativističkom teškom ionskom sudaru (RHIC). Ovaj šestomjesečni projekt, koji je započeo tijekom RHIC trčanja 2024. godine, predstavlja važan korak unaprijed u razvoju tehnologije koja će se koristiti u budućem Collideru Electron-ion (EIC).
Što je EIC i zašto je važan?
Electron-ion Collider je planirano istraživačko postrojenje koje će se fokusirati na proučavanje "jake sile", fundamentalne interakcije koja drži atome zajedno. Ovaj akcelerator čestica sudarit će elektrone i ione ubrzane do gotovo brzine svjetlosti, što će omogućiti znanstvenicima da istraže duboke misterije materije i sila koje oblikuju svijet oko nas.
Inovacije u detekciji visokoenergetskih čestica
UCR grupa razvila je i testirala prototip koristeći SIPM-na-lisice tehnologiju. Ova metoda povezuje silicijske fotomultiplikatore direktno s scintilatorskim pločicama, omogućavajući bržu i precizniju detekciju. Ovaj eksperiment označava prvi put da je ova tehnologija testirana u uvjetima čestica sudara poput onih u RHIC-u.
Profesor Miguel Arratia, savjetnik tima i docent fizike i astronomije na UC Riverside, podcrtao je značaj ovog projekta naglašavajući da će tehnologija igrati ključnu ulogu u detektorima na EIC-u. „Detektori će biti ključni za širok raspon fizičkih studija i moraju izdržati visoke razine zračenja“, rekao je.
Utjecaj na dizajn budućih detektora
Weibin Zhang, postdoktorski istraživač u Nacionalnom laboratoriju Brookhaven, objasnio je da je uspjeh ovog prototipa u okviru RHIC-a potvrdio konceptualnu funkcionalnost EIC sustava detektora. Prototip se uspješno ponašao tijekom eksperimenta, koji je uključivao sudare proton-protona na energiji od 200 GeV. Zhang je istakao da su testiranja takvog tipa izuzetno rijetka i da pružaju dragocjene uvide za buduće projekte.
Struktura i funkcionalnost detektora
Sean Preins, stariji diplomski student u Arratia grupi, opisao je strukturu detektora, koja se sastoji od slojeva sa scintilatorskim pločicama. Ove pločice pretvaraju energiju iz visokoenergetskih čestica u svjetlost, koju potom hvataju SIPM-ovi, omogućujući tako detaljna očitanja čestica. Preins je napomenuo da je tim studenata s UCR-a bio ključan u izgradnji i testiranju prototipa, prolazeći kroz proces koji uključuje obradu pločica, lemljenje i testiranje s kozmičkim zrakama.
Ovo iskustvo donijelo je značajne uvide timski rad i dizajn prototipa, a tim planira udvostručiti broj kanala u sljedećoj verziji prototipa.
Budući testovi i izazovi
Tim fizičara iz UC Riverside sada se priprema za sljedeću fazu testiranja tokom RHIC trčanja 2025. godine. Ova nova faza uvest će izazovnije uvjete, uključujući sudare zlata, koji će vjerojatno proizvesti visoku gustoću energije, testirajući tako granice trenutne tehnologije.
Studeni tim uključuje preddiplomske studente poput Petera Carneyja i Ryana Tsiaoa, kao i diplomirane studente i postdoktorski kolega Sebouha Paula. Ova suradnja između studenata i iskusnih istraživača pruža generaciji novih znanstvenika jedinstvenu priliku za rad na pionirskim istraživačkim projektima.
Put prema budućim otkrićima
Svaki korak kroz ovaj eksperiment ne samo da nas približava razumijevanju snažnih sila koje drže naš svijet na okupu, već i otvara vrata novim tehnologijama i metodama koje će oblikovati buduće istraživanje u oblasti fizike čestica. UCR tim nastavlja raditi na postavljanju temelja za EIC, a njihova predanost i inovacije kvadratno mijenjaju lice modernih istraživanja.
