Новое покрытие для вакуумных камер Большого адронного коллайдера (БАК) разрабатывают сотрудники института ядерной физики (ИЯФ СО РАН) в новосибирском Академгородке, 10 марта сообщается на сайте института.

В качестве нового покрытия ученые решили попробовать аморфный графит. При работе БАК все его узлы, и прежде всего внутренние поверхности вакуумных камер, где движутся разогнанные частицы, подвергаются интенсивному радиационному воздействию — облучению так называемым синхротронным излучением (СИ). Покрытие камер при этом должно сохранять свои свойства, не разрушаться, не выделять газ, обладать низким коэффициентом вторичной эмиссии частиц и обеспечивать сохранение высочайшего вакуума.

Для проверки, сохранит ли аморфный графит свои свойства в условиях жесткой радиации, новосибирские ученые создали специальную установку на базе имеющегося в ИЯФ ускорителя ВЭПП-2000. Ускоритель использовался в качестве генератора СИ, спектр которого максимально приблизили к тому, который возникает при работе БАК.

Первые эксперименты по облучению аморфного графита показали, что этот материал достаточно эффективен для получения предельного вакуума в коллайдере.

До настоящего момента испытания покрытий проходили при комнатной температуре, однако при реальной работе на БАК многие вакуумные узлы охлаждают вплоть до –260 градусов по Цельсию. Поэтому сейчас перед учеными стоит задача проверить, сохраняет ли новый материал свои свойства в нужном температурном диапазоне.

Напомним, что модернизацию БАК планируют начать в 2024 году. Перед учеными стоит амбициозная задача — в пять раз повысить светимость коллайдера. Светимость — важнейшая характеристика ускорителя, определяющая количество столкновений частиц в единицу времени. Каждое такое столкновение — это маленький эксперимент: в нем рождаются новые частицы, их детектируют, определяют их тип и свойства.

Чем больше столкновений, тем больше статистки могут набрать физики, тем больше шансов «поймать» редкое событие — необычное взаимодействие или рождение неизвестной частицы.

Отметим, что одним из главных условий получения высокой светимости является высочайшее качество вакуума в ускорителе. При плохом вакууме на пути разогнанных частиц возникают многочисленные препятствия в виде неудаленных атомов вещества, пучки взаимодействуют с ними и быстро «гаснут». Поэтому поиск покрытий, позволяющих максимально очистить среду внутри коллайдера, является крайне актуальной задачей.