Проекты XXI века

Т2К в J-PARC:
с участием сотрудников ОИЯИ

Сотрудники Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ в сжатые сроки завершили работы по созданию оснастки для сборки активной мишени нового типа SuperFGD ближнего детектора ND280 эксперимента Т2К. Уникальную мишень составляют около двух миллионов сцинтилляционных кубиков, пронизанных волокнами в трех направлениях с шагом один сантиметр. Комплект оснастки, разработанный и изготовленный специалистами лаборатории, включает в себя систему доступа к детектору сверху для монтажа его компонентов, сборочную платформу, на которой располагается детектор во время выполнения технологических операций, а также комплект транспортировочной тары для перевозки как массива сцинтилляторов, так и компонентов самой оснастки.

Сборочная платформа представляет собой стол с импровизированной столешницей, выполненной в виде решетчатой матрицы из стальных пластин. На ребрах этих стальных пластин располагается ящик, в котором будет производиться прецизионная сборка активной мишени. Платформа для доступа к мишени сверху позволяет варьировать высоту и будет использована для прокладки вертикальных спектросмещающих волокон сквозь слои кубиков.

Эти конструкторские проекты были одобрены соответствующей подгруппой коллаборации T2K. В ходе разработки оснастки было учтено значительное количество противоречивых требований, проведен большой объем расчетов на статические и динамические нагрузки методом конечных элементов, представлены расчеты конструкции на сейсмостойкость, разработаны и представлены подробные отчеты и эксплуатационная документация.

Примечательно, что эта проектная работа была выполнена "с нуля" коллективом молодых инженеров, сравнительно недавно работающих в Институте, и прошла все необходимые организационно-технические этапы, включая подписание Протокола о научно-техническом сотрудничестве с ИЯИ РАН, подготовку технического задания, проведение эскизного, технического и рабочего проектирования. Работы проводились сотрудниками конструкторского отдела (КО) ЛЯП под руководством начальника КО Николая Киричкова и начальника группы электрофизического оборудования КО ЛЯП Андрея Шайковского совместно с коллегами из научно-экспериментального отдела множественных адронных процессов (НЭОМАП) ЛЯП.

Сейчас оборудование находится в стадии подготовки к отправке в ИЯИ РАН и далее в японский протонный ускорительный комплекс J-PARC. Нельзя не отметить растущую слаженность взаимодействия специалистов научных отделов ЛЯП, а также сотрудничество с коллегами из ведущих научно-исследовательских центров Российской Федерации.

Сотрудники провели исследования оптических свойств элементов мишени и перекрестных наводок между ними. Нашими коллегами разработана и создана специальная платформа - основание для сборки мишени и система доступа сверху, позволяющая послойно собирать мишень сначала на лесках, а затем и на оптических волокнах. Наши коллеги разработали плату в стандарте NIM для проведения калибровки создаваемой мишени. Физики ЛЯП занимаются обработкой данных с прошедших сеансов T2K и поиском проявлений Новой физики (т.н. темных фотонов) на событиях с ближней мишени эксперимента.

Кроме того, физики ЛЯП ОИЯИ внесли определяющий вклад в прецизионные измерения выходов адронов в протон-углеродных взаимодействиях при энергии 30 ГэВ в эксперименте NA61/SHINE на ускорителе SPS в ЦЕРН. Эти данные используются для точного вычисления спектров и потоков нейтрино и антинейтрино в эксперименте T2K.

T2K (Tokai-to-Kamioka) - это нейтринный эксперимент, направленный на изучение того, как нейтрино меняют свой "аромат", в частности с целью наблюдения нарушения CP-симметрии в нейтринных осцилляциях. Ускорительные нейтрино создаются с помощью протонного ускорителя частиц (синхротрона) в центре Т2К, находящемся на востоке Японии в городе Токай (140 км на север от Токио). Экспериментальная установка Т2К была разработана, создана и эксплуатируется международной коллаборацией, в которую входят около 500 ученых из 12 стран. В 2020 году группа из Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ подключилась к работам по модернизации ближнего детектора ND280 для второй фазы эксперимента Т2К.

По материалам портала "Научная Россия" и пресс-службы ОИЯИ.