Детектор ePIC для американского электрон-ионного коллайдера завершил первый этап приёмки кристаллов вольфрамата свинца

Проект американского электрон-ионного коллайдера (EIC) недавно завершил первую веху в рамках долгосрочных закупок: 1069 специально изготовленных кристаллов вольфрамата свинца для нового детектора ePIC прошли поставку, испытания и приёмку. Эти кристаллы будут использованы в электромагнитном калориметре электронного торца (EEEMCAL) для точного измерения энергии рассеянных электронов в процессе столкновений.

EIC строится Брукхейвенской национальной лабораторией Министерства энергетики США в сотрудничестве с Национальным ускорительным комплексом имени Томаса·Джефферсона. Установка будет обеспечивать циркуляцию электронного и ионного пучков во встречных направлениях со столкновением внутри детектора ePIC. Детектор ePIC предназначен для регистрации информации о частицах, образующихся после столкновений, что обеспечит экспериментальные данные для изучения фундаментальных составляющих видимой материи.

По информации проектной группы, основная задача EEEMCAL — измерение рассеянных электронов, данные о которых критически важны для ряда измерений в области ядерной физики в рамках EIC. С учётом требований к компактности, высокой точности, быстрому отклику и радиационной стойкости детектора в качестве ключевого детектирующего материала были выбраны кристаллы вольфрамата свинца. Для полного комплекта EEEMCAL потребуется около 3000 специально изготовленных кристаллов, а поскольку производственный цикл достаточно длительный, соответствующие закупки были отнесены к категории долгосрочных.

В апреле 2024 года после одобрения Министерством энергетики США ключевого решения 3A (CD-3A) закупка кристаллов перешла в стадию реализации. Первый этап заказа выполняет американское подразделение чешского производителя синтетических кристаллов Crytur, специализирующегося на научных и передовых технологиях. На каждом этапе планируется поставка около 1000 кристаллов, что составляет примерно одну треть от общей потребности детектора. После поступления первой партии кристаллов проектная группа разработала процедуры измерения, очистки, контроля качества и приёмки; в дальнейшем поставки осуществляются ежемесячно в объёме от 100 до 120 кристаллов. На сегодняшний день контракт первого этапа завершён: все 1069 кристаллов прошли приёмку, случаев браковки по причине несоответствия качеству не зафиксировано.

На следующем этапе проект продолжит реализацию контракта второго этапа закупок, а также проведёт более широкие испытания поставленных кристаллов, включая мониторинг таких ключевых характеристик, как световыход. Параллельно ведутся работы по механическому проектированию и подготовке каркаса для сборки модулей детектора. Проектная группа отмечает, что EEEMCAL в перспективе обеспечит возможность высокоточного измерения рассеянных электронов для исследований структуры протона, а также структуры π-мезонов и K-мезонов в рамках программы EIC по ядерной физике.