Материал для поиска новых элементарных частиц и солнечной энергетики разработали новосибирские ученые

Новосибирск. 7 декабря. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ - Специалисты Института катализа Сибирского отделения РАН разработали материал для универсального детектора элементарных частиц перспективного электрон-позитронного коллайдера "Супер-чарм тау фабрика", сообщает пресс-служба Института ядерной физики СО РАН.

"Специалисты Института ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) предложили модернизировать систему - за счет добавления в нее еще одного слоя аэрогеля, но с существенно более высоким показателем преломления. Такая возможность появилась благодаря новой разработке специалистов Института катализа им.Г.К.Борескова (ИК СО РАН): аэрогеля на основе оксида кремния (SiO2) с добавками оксида циркония (ZrО2)", - говорится в сообщении.

Новый вид аэрогеля обладает хорошей оптической прозрачностью и высоким показателем преломления, что позволяет его использовать для регистрации элементарных частиц в необходимом энергетическом диапазоне.

Заряженная частица, проходя через аэрогель, образует фотоны, то есть производит вспышку черенковского излучения. Зная координаты зарегистрированных фотонов, можно установить скорость частицы, что позволяет определить ее тип (массу).

Отмечается, что детектор, который будет состоять из многослойного фокусирующего аэрогеля на основе оксида кремния и аэрогеля высокой оптической плотности с добавкой оксида циркония, сможет идентифицировать частицы в диапазоне энергий от 200 до 420 МэВ, которые могут появиться во время экспериментов на будущем коллайдере.

"Мы строим детектор, в том числе и для поиска Новой физики, и для таких экспериментов важно знать как можно больше о частицах, которые попадают в детектор", - отмечает старший научный сотрудник ИЯФ Александр Барняков.

Между тем, специалисты ИК СО РАН полагают, что применение нового аэрогеля может не ограничиться ядерной физикой.

"Возможно, этот материал будет пригоден для высокотемпературной теплоизоляции, в том числе в солнечной энергетике, поскольку температура плавления оксида циркония выше, чем у оксида кремния, при этом материал имеет высокую оптическую прозрачность", - говорит научный сотрудник ИК СО РАН Антон Шалыгин.

Аэрогель - это твердый материал с рекордно низкой плотностью. Он состоит из очень маленьких частиц оксида кремния, которые соединены в хаотические цепочки, и образуют пористую структуру. Основная его составляющая - до 99,8% - воздух. Один кубический сантиметр аэрогеля на основе кремния может весить от 0,3 миллиграмм и способен выдержать нагрузку, в 4000 раз превышающую собственный вес. Этот материал обладает очень низкой теплопроводностью, благодаря чему выдерживает экстремально низкие и высокие температуры.

Как сообщалось, проект электрон-позитронного коллайдера "Супер чарм-тау фабрика" Института ядерной физики им.Г.И.Будкера планируется реализовать в Сарове в рамках проекта Национального центра физики и математики (НЦФМ), инициатором которого стала ГК "Росатом". Он находится в финальной стадии разработки.

В настоящий момент существует два проекта электрон-позитронных коллайдеров. Один из них развивается в Китае (Хэфэй), второй - в России (Новосибирск). Основная цель экспериментов на этих установках класса мегасайенс - изучение частиц, содержащих очарованные кварки, изучение тау-лептонов и поиск новых физических эффектов, не описываемых Стандартной моделью.