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科学家在飞机上运输粒子探测器,你敢坐吗?

发布日期:2022-07-01 18:14

本文摘要:科学家在飞机上运输粒子探测器,你敢坐吗? 本文到场百家号科学#了不得的前沿科技#系列征文 你可能在飞机上看到过有宠物甚至乐器陪伴飞机搭客,可是你曾坐在粒子探测器旁边吗?一年多来,美国能源部LawrenceBerkeley国度尝试室(BerkeleyLab)的一个小团队一直在组装、测试和运输探测器部件,以进级欧洲CERN尝试室的Alice(大型离子对撞机尝试)探测器阵列。探测器面板作为“搭客”乘坐。

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科学家在飞机上运输粒子探测器,你敢坐吗? 本文到场百家号科学#了不得的前沿科技#系列征文 你可能在飞机上看到过有宠物甚至乐器陪伴飞机搭客,可是你曾坐在粒子探测器旁边吗?一年多来,美国能源部LawrenceBerkeley国度尝试室(BerkeleyLab)的一个小团队一直在组装、测试和运输探测器部件,以进级欧洲CERN尝试室的Alice(大型离子对撞机尝试)探测器阵列。探测器面板作为“搭客”乘坐。

伯克利尝试室团队的解决方案是:确保这些精心组装的精美部件从A点到B点完好无损:将它们作为旅伴看待。爱丽丝是一项核物理尝试,旨在将高能铅离子相互碰撞。

并与质子碰撞,以摸索被称为夸克胶子等离子体的超热物质的独特状态,这种状态被认为存在于早期宇宙中。BerkeleyLab是全球五个为进级项目制作探测器面板(称为“staves”)的所在之一,这将提高Alice探测器内部跟踪系统的机能,包括拍摄粒子碰撞快照的辨别率、经久性和数据收集速度。伯克利尝试室的核物理研究人员轮流在一个配有肩带定制透明容器中轮流运输四个长探测器隔板。

装货时,这个一米长的集装箱重约25磅。搁板堆叠有硅芯片和相关电路和功率元件的序列。展开全文 伯克利尝试室团队卖力的每个隔板有8个传感器模块,每个模块配备14个传感器,每个隔板总共112个传感器。

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伯克利尝试室(BerkeleyLab)核科学部的科学家利奥·格雷纳(LeoGreiner)说:我们最终为他们购置了贸易航班的座位,因为没有其他靠得住的方法让他们达到哪里,格里纳带领的团队致力于爱丽丝探测器进级组件。该团队使用了探测器模块的机械模型,以相识它们在飞机货舱中的支撑环境,但体现并欠好:这些部件明明受损,有些部件断裂了,很明明,运输不行能像我们最初设想的那样产生。因此,研究了在机舱内得到吊杆的最佳方法:一个更受掩护的情况。

为音阶购置座位的法则与音乐家想要手工携带到飞机上昂贵乐器的法则相似。伯克利尝试室制造的透明手提箱是为利便机场宁静查抄而设计,机场X光扫描不是问题,因为探测器组件的设计可以蒙受更强辐射。一旦登上飞机,研究人员要求耽误宁静带,以宁静地将手提箱扣到相邻的座位上。

凡是路线是从旧金山湾区飞往纽瓦克或华盛顿特区,然后转乘飞往瑞士日内瓦的国际航班。来回行程凡是包括两天的旅行和两天CERN查抄组件是否有任何损坏。

伯克利尝试室团队成员在已往一年中完成了约莫14次这样的旅行,最后一次旅行打算在本年10月中旬。科学推广变得容易,这种不寻常的随身携带是一个很好的谈话初步。尼基·阿帕杜拉(NikkiApadula)是核科学部的项目科学家,也是爱丽丝团队的成员,他到场了探测器的短途旅行并暗示说:我花了一整趟去纽瓦克的路程,用座椅的后背来解释粒子在探测器中的感化。高峻的旅行集装箱有时会很贫苦,事实上,这些工具有一米多长,只是很难堪,它险些和人一样高,伯克利尝试室爱丽丝探测器进级团队的其他成员。

组装冷却壁 伯克利尝试室团队正在为爱丽丝进级外筒探测器的中间层孝敬60个探测器隔板,这是美国尝试室做出的最大孝敬。完成的探测器将有七个同心层,这些同心层将容纳总共24000个用于检测粒子彼此感化的硅传感器。

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它打算于2020年3月安装,并将于2021年头投入使用。伯克利尝试室的探测器组装是在专门制作塑料墙干净室情况中举行。研究人员仔细丈量并将八个探测器模块粘在每个冷却壁上,精度凡是以几十微米或百万分之一米丈量。冷却壁具有能让冷水沿其长度轮回并防止过热的管子,所有质料(包括附着探测器模块的胶水)都必需颠末测试,以确保它们可以或许经受住探测器情况。

每个冷却壁都具有沿其长度偏向的楔形碳纤维支撑,以及铝电子组件而不是铜,以提供更好的跟踪辨别率,以捕捉粒子彼此感化,同时抵御粒子碰撞发生的辐射障碍物。在该项目的早期阶段,BerkeleyLab团队在BerkeleyLab的88英寸盘旋加快器中使用了强大带电粒子束来测试探测器质料的经久性。

下一代探测器设计 进级中的探测器基于单片像素探测器技能,这种类型的早期探测器用于布鲁克海文国度尝试室相对论重离子对撞机(RHIC)的STAR(RHIC螺线管跟踪器)探测器。BerkeleyLab在这种类型的探测器方面具有特殊的专业常识,并为早期的研发做出了孝敬。

Alice进级检测器设计为更长的寿命,处置惩罚信号的速度比早期检测器快约10倍,而且具有约30微米的单个像素巨细。改良后的辨别率将使研究人员可以或许更好地域分在初始铅核碰撞中发生的粒子。博科园|研究/来自:劳伦斯伯克利国度尝试室博科园|科学、科技、科研、科普存眷【博科园】看更多大美宇宙科学哦返回,检察更多。


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