Новые калориметры на LHC обещают точные измерения нейтронов

Новый этап в измерении нейтронов на LHC

На Большом адронном коллайдере (LHC) разработаны новые калориметры Zero Degree Calorimeters (ZDC), расположенные примерно в 140 метрах от точки столкновения. Они измеряют количество и энергию нейтронов, дополняя данные детекторов ATLAS и CMS. Новые ZDC компактны — всего 5 сантиметров в толщину — и выдерживают радиацию до 5 мегагреев.

Технологические инновации и международное сотрудничество

Технологию ZDC развивают в Nuclear Physics Laboratory Университета Иллинойса совместно с международными партнёрами. Калориметры состоят из слоёв вольфрама и плавленого кварца с гидрированными радиаторами. В июле 2026 года в CERN прошли испытания полноразмерного предсерийного детектора (PPD), разработанного для High-Luminosity LHC. Вольфрам поставляет Южно-Китайский педагогический университет.

Успехи в Run-3 и новые инструменты

В программе Run-3 новые ZDC точно подсчитали количество нейтронов-спектаторов с энергией около 2,68 ТэВ. Также Университет Иллинойса создал детектор Reaction Plane Detector (RPD), который измеряет центр и форму нейтронного пучка. В январе 2026 года на LHC установили систему Live Irradiation Setup (LIS) для мониторинга радиационных повреждений в реальном времени.

Влияние проекта на науку и общество

Проект поддерживается Национальным научным фондом США (NSF), однако в 2025 году Министерство энергетики США отменило грант на 3,4 миллиона долларов. Университет Канзаса получил грант в 1 миллион долларов для работы с CMS. В проекте участвуют восемь аспирантов и 56 студентов бакалавриата, что способствует подготовке молодых учёных.

Перспективы развития

Результаты тестов PPD ещё не опубликованы, а финансирование проектов ZDC и RPD в Run-4 остаётся неопределённым. Тем не менее, эти технологии задают новые стандарты точности измерений нейтронов на LHC и повышают качество физических исследований. Эти шаги приближают учёных к глубокому пониманию фундаментальных сил Вселенной и вселяют надежду в будущее науки.