Специалисты Института ядерной физики СО РАН и Института катализа СО РАН изготовят блоки аэрогеля для эксперимента CLAS12 Национальной лаборатории Томаса Джефферсона (Thomas Jefferson National Accelerator Facility, США, Вирджиния). В эксперименте будут исследоваться свойства адронов, а аэрогель необходим для детектора черенковских колец в качестве радиатора излучения, сообщает сайт ИЯФ СО РАН.
Черенковское излучение возникает, если заряженная частица движется в прозрачной среде со скоростью, превышающей фазовую скорость распространения света в этой среде. Соответственно, детектор черенковского излучения состоит из собственно среды, через которую пролетает частица, и фотонного детектора. В данном случае средой как раз выступает аэрогель. Заряженная частица, проходя через него, производит вспышку черенковского излучения, то есть образует фотоны. Они излучаются под определенным углом к направлению движения частицы, который зависит от ее скорости. Фотоны собираются фокусирующими зеркалами и регистрируются. По их координатам можно установить скорость частицы, что позволяет судить о ее свойствах.
Требования к аэрогелю, который используется в этих устройствах, очень высокие: блок материала должен быть большой, а сам радиатор прозрачным. «Черенковское излучение очень слабое. При регистрации черенковского света от одной частицы нужно "увидеть" хотя бы 5-10 фотонов. Если зарегистрировать всего 2-3, то этого будет недостаточно для определения параметров данной частицы. Поскольку света всегда мало, мы вынуждены бороться за прозрачность. Она определяется длиной рассеяния света, на которой прямой луч света ослабляется примерно в три раза. В новосибирском аэрогеле этот показатель составляет более 40 мм на длине волны 400 нанометров. Это можно сравнить со стеклом, которое немного занесло изморозью», — объяснил старший научный сотрудник ИК СО РАН, кандидат химических наук Александр Федорович Данилюк.
Экспериментальная программа спектрометра CLAS12 охватывает многие области адронной физики, а ее флагманом будет изучение трехмерной структуры протонов и нейтронов. Во многих из запланированных экспериментов потребуется идентификация рождающихся в мишенях адронов, для чего и будет использоваться детектор на основе аэрогеля.
[Фото Натальи Купиной]
