Choose timezone
Your profile timezone:
Powered by Indico
v3.3.4
Совещание состоялось 22-го сентября, https://indico.jinr.ru/event/3239/
1. Новости экспериментального зала SPD / А.Ливанов
* Демонтирована временная водяная система отопления. Убрана грязь после покраски стен
и потолка огнеупорной краской. Смонтирована постоянная система водоснабжения. Выровнены
деревянные плиты, которые предохраняют пол от повреждений.
* Вдоль рельс уложили три сборки бетонных блоков, образующих опоры для (временного?)
металлического перехода между двумя балконами. Попасть наверх можно по временной
лестнице, установленной с дальней от входа стороны приямка.
* Пол в приямке и на нулевом уровне используется для складирования элементов коллайдера.
* Снаружи здания бетонная дорога покрыта асфальтом. Продолжается благоустройство
прилегающей территории.
2. Применение MAPS и опыт разработки внутренней трековой системы (ITS) для эксперимента
ALICE на LHC / Г.А.Феофилов
* Комментарий АК: На последнем совещании SPD Executive Board 12 сентября обсуждалось и
было поддержано MoU СПбГУ / Лаборатория физики сверхвысоких энергий (зав. лабораторией
Г.А.Феофилов). Сотрудники лаборатории имеют большой опыт работы с кремниевыми
детекторами MAPS.
* В настоящее время сотрудники лаборатории принимают участие в международных научных
коллаборациях на установках класса мегасайенс в ЦЕРН и в ОИЯИ:
- С 1992 года участие в эксперименте ALICE/LHC. В 1992-2002 годах группа СПбГУ играла
лидирующую роль по 2-м системам ALICE (ферма+охлаждение). Был достигнут мировой
рекордный уровень радиационной прозрачности ITS.
- В 1992-2002 гг выполнили полную инженерную проработку ITS-CMA (Cooling-Mechanics-
Assembly) ALICE, а именно технологию и изготовление систем поддержки кремниевых
детекторов и охлаждения FE электроники ITS.
- В 1996-2003 гг принимали участие в эксперименте NA57 по исследованию выхода странных
частиц в адронных столкновениях на SPS в ЦЕРН.
- С 2006 года участие в эксперименте NA61/SHINE по исследованию фазового перехода и
поиску критической точки ядерной материи на SPS в ЦЕРН.
- С 2018 года участие в подготовке экспериментов MPD и SPD на коллайдере NICA в ОИЯИ.
* В работе по MAPS также участвует учебная лаборатория ядерных процессов (заведующий
В.И.Жеребчевский).
* Кроме работ по детекторам в лаборатории также принимает участие теоретический отдел,
выполняется координация грид-сайтов ALICE в РФ, проводится обработка данных по pp, pA
и AA столкновениям, разрабатывается система мониторирования пучков коллайдера NICA,
проводятся исследования по ядерной медицине (адронная терапия), а также проводится
профориентационная работа со школьниками.
* Что касается технологий, в лаборатории был собран полномасштабный тепловоймакет
вершинного трекового детектора ALICE ITS/SDD (более 2000 элементов) и углекомпозитный
макет ITS (2002). А именно, для поддержки кремниевых детекторов используются
сверхлегкие углекомпозитные фермы (L=1500 мм, вес ~33.6г), а для интегрированной
системы охлаждения - тепловые панели (L=1500 мм, вес 80 г). Всё изготавливается из
отечественных материалов. Имеется патент.
* На сегодняшний день группа СПбГУ работает над созданием ультра-тонких кремниевых
детекторов толщиной 20 um для модернизации, работающей сегодня ITS-2 (толщина 50 um).
Предполагается, что замена ITS-2 на ITS-3 будет проводится в 2026 г во время остановки
LHC.
* Выделение тепла в MAPS-пластинах ITS-3 составляет 20 mW/cm2. Продув холодного воздуха
(4-5 м/с) вызывает вибрации пластин. Группа работает над альтернативным способом
захолаживания без продува.
3. Новые технологии для вершинных детекторов в экспериментах на коллайдере NICA / В.И.Жеребчевский
* ITS детектор эксперимента ALICE состоит из 7 слоев MAPS (Monolithic Active Pixel
Sensors). MAPS сделаны по технологии 180 нм. Если сложить все пластины MAPS получится
10 м2. Полное количество пиксилей в детекторе ~12.5 х 10^9.
* Основываясь на ITS/ALICE была разработана концепция ITS детектора для MPD/NICA.
V.I.Zherebchevsky et al, NIMA985(2021)164668
* Одна пластина MAPS имеет размер 30 мм х 15 мм и содержит 1024 х 512 = 0.5 M пикселов.
Типичное пространственное разрешение составляет 5 um. Тепловыделение - 40 mW/cm2.
Максимальное время сбора заряда 10 us.
(Замечание АК): за 10 us количество схождений банчей в SPD равно 10us / 77ns = 130.
* В СПбГУ созданы пять экспериментальных стендов для получения характеристик MAPS,
в том числе исследуются шумовые характеристики, устойчивость к радиации для разных
температур (включая криогенные для получения эффекта Лазаря). Также проводились
исследования на выведенных электронных пучках LINAC-200 для энергий 50 MeV и 150 МeV
в ЛЯП ОИЯИ, где были зафиксированы кластеры с максимальным числом пикселей 12.
Из-за малых энергий электронов корреляции между несколькими пластинами MAPS были
размыты. Однако четкие корреляции были получены позже на синхротроне в Гатчине с
импульсом протонов 1 ГэВ. С этим пучком протонов были зафиксированы кластеры с
максимальным числом пикселей 30.
* Был представлен эскиз и фотографии одной сборки (stave) внешнего барреля ITS
эксперимента ALICE. Эта сборка, кроме самих пластин MAPS, включает в себя систему
поддержки кремниевых детекторов, сделаную из композитных материалов, пластину
охлаждения, гибкую печатную плату и силовую шину. Полная толщина одной сборки
составляет 0.3% X/X0, в то время как вклад самой кремниевой пластины MAPS толщиной
50 um равен 0.064% X/X0, т.е. всего 0.064/0.3 = 20%.
* Дискуссия после доклада:
- На текущий день в TDR SPD описана концепция вершинного детектора (VD) на основе
стрипового считывания DSSD. Концепцию VD на основе пиксельного считывания MAPS еще
необходимо разработать. Группа СПбГУ согласилась подготовить текст на несколько
страниц по VD на основе MAPS к середине октября.
- (Замятин Н.И) В долгосрочной перспективе надо рассматривать производство MAPS в
российской промышленности.
- (Для И.Денисенко) Выслать результаты моделирования MAPS питерской группе.
- (Для АК) Собрать следующие специализированное совещание по MAPS в середине октября.
4. Программа хардверной сессии на SPD collaboration meeting / А.Корзенев
* Ссылка на веб-страницу сессии:
https://indico.jinr.ru/event/3189/timetable/#20221004.detailed