Сибирские ученые создали аэрогель для детекторов элементарных частиц

Сибирские ученые впервые в мире создали многослойный аэрогель, который позволит с рекордной точностью измерять скорости элементарных частиц, например, в экспериментах на Большом адронном коллайдере, сообщил РИА Новости старший научный сотрудник Института ядерной физики имени Будкера СО РАН Евгений Кравченко.

Аэрогель - наименее плотный из всех твердых материалов. Он на 99,8% состоит из воздуха и на 0,2% - из наноразмерных волокон диоксида кремния. Оборудование с использованием аэрогеля работает как в ускорителях, так и в открытом космосе: на борту станции «Мир» аэрогель использовали для улавливания микрометеоритов, а американский зонд Stardust с его помощью «поймал» миллионы крошечных частиц из хвоста кометы Вильда (81P/Wild 2) и доставил эти образцы на Землю.

В программе BESS, которая проводилась в 2004-м и 2007-м годах в Антарктиде международной коллаборацией под эгидой НАСА, оборудование с радиатором из аэрогеля поднимали на стратостате в верхние слои атмосферы, чтобы регистрировать заряженные частицы из космоса.

«Когда заряженная частица - электрон, мюон, протон или ядро антивещества - проходит через аэрогель быстрее, чем скорость света в этом веществе, она производит в нем вспышку черенковского излучения, направленного под определенным углом от линии движения частицы. Направление излучения в сочетании с другими расчетными данными позволяет определить скорость частицы, на основании которого можно идентифицировать ее. Для проведения измерений за блоками аэрогеля установлена матрица из кремниевых фотоумножителей, а сами блоки играют роль радиатора, который излучает на эту матрицу фотоны. Чем больше фотонов, тем точнее информация», - пояснил Кравченко. 

«Многослойный аэрогель позволит «узнавать» частицы с импульсом до 1,6 ГэВ/с. Испуская фотоны в ту же область, каждый слой увеличивает точность измерений. Четыре слоя аэрогеля дают четырехкратное увеличение точности», - сказал ученый.