Gratulálunk Nagy Richárdnak!
Nagy Richárd, a HUN-REN Wigner FK doktorandusza kapta 2024-ben a CERN NA61 kísérletének Hardware Award díját a LTT (Long-Target Tracker) kamra kifejlesztésében és megépítésében vállalt kulcsszerepéért.
Nagy Richárd doktorandusz az LTT detektor mellett.
Az NA61/SHINE kísérletben egy új, a HUN-REN Wigner FK-ban fejlesztett detektorelemet először nyalábteszten próbáltak ki, majd éles üzembe helyezték. Nagy Richárd doktorandusz elmondta „Ebben a kísérletben az erős kölcsönhatást tanulmányozzuk, valamint segédméréseket is végzünk neutrínó kísérletek, illetve asztrofizikai obszervatóriumok számára. A nemzetközi együttműködésben folyó kísérlet idei mérési időszakának különlegessége, hogy egy új, extrém felbontású nyomkövető detektorral zajlik. Ezt a detektort speciálisan a neutrínó fizikában érdekelt csoport számára fejlesztettük ki”.
|
A kísérlet: A CERN-ben végzett részecskefizikai kutatások egyik célja a világegyetem keletkezésének jobb megértése, valamint a részecskefizikai jelenségeket mai legjobb tudásunk szerint leíró Standard Modell jóslatainak ellenőrzése, a Standard Modellhez képesti anomáliák keresése. Az SPS (Szuper Protonszinkrotron proton illetve nehézion gyorsító) egyrészt az LHC (Nagy hadronütköztető) számára állít elő nyalábot (proton illetve nehézion atommag nyalábot). Az SPS azonban egyéb kísérleteket közvetlenül is kiszolgál. Egyik ilyen nevezetes kísérleti komplexum az NA61 (más néven SHINE) kísérlet. Az NA61/SHINE a világegyetem keletkezésekor jelenlevő erősen kölcsönható anyag tulajdonságait, valamint a Standard Modell neutrínó szektorát vizsgálja. Az NA61/SHINE kísérletben egy új, a HUN-REN Wigner FK-ban fejlesztett detektorelemet először nyalábteszten próbáltak ki, majd éles üzembe helyezték. |
A Standard Modell neutrínó szektorát többek között nagy távolságra lőtt neutrínó nyalábokkal lehet tanulmányozni (pl DUNE, T2K). Ezekben részecskegyorsítókban előállított nagyintenzitású nagyenergiás protonnyalábokat egy céltárgyra lövik, mely tipikusan grafit. Ezen a produkciós céltárgyon az erős kölcsönhatás útján különböző részecskék keletkeznek, melyek többsége pion. Ezen pionokat a gyenge kölcsönhatás útján elbomolni hagyják, és az ebben a bomlásban müon neutrínók keletkeznek. A gyorsítós forrásnál keletkezett müon-neutrínókat több száz kilométert utaztatják a föld alatt, és távoli neutrínó detektorokkal érzékelik őket. A neutrínófizikának egyik nehézsége, hogy rendkívül közömbösek az anyaggal szemben, így nehéz érzékelni őket. A gyorsítós forrásnál keletkező neutrínók mennyiségét ezért elsősorban a proton+céltárgy reakcióban keletkező pionok mennyiségéből számolják. A kezdeti neutrínómennyiség becsléséhez tehát a proton+céltárgy→pion reakcióban a pionhozamot kell pontosan tudni. A pion, töltött részecske lévén szerencsére könnyen detektálható. "Az NA61 kísérletben a szóban forgó proton+céltárgy mérésekben tanulmányozzuk a pionhozamot a neutrínó kísérletek számára. E célból egy jó kétrészecske felbontású, sok érzékelő réteggel ellátott nyomkövető detektort fejlesztettünk ki, melyet LTT-nek neveztünk el.” tette hozzá a detektort fejlesztő kollégánk. A jó kétrészecske felbontás azt jelenti, hogy egymáshoz térben nagyon közel (~mm) repülő töltött részecskék röppályáját kell nagy hatásfokkal megtalálni és szétválasztani. Ezt a speciális követelményeknek megfelelő detektort a HUN-REN Wigner FK Innovatív Detektorfejlesztő kutatócsoportja fejlesztette ki és valósította meg.
A több mint 10 évnyi kutatás-fejlesztési tapasztalatot, laboratóriumi munkát és szakértelmet igénylő munka eredménye egy kis méretű (12cm x 16cm x 15cm), speciális kialakítással, trükkökkel kialakított úgynevezett időprojekciós kamra (TPC), amely a részecskék nagypontosságú érzékelését teszi lehetővé az előreszóró irányban. László András témavezető elmondta, hogy „Ezáltal részletes adatokat tudunk gyűjteni a pionhozamról, a neutrínó-nyaláb kísérletek számára.”
Az LTT kamra megépítésében kulcsszerepe volt Nagy Richárd doktorandusznak, valamint Hamar Gergő, László András és Varga Dezső tudományos főmunkatársaknak, akik a Vesztergombi Nagyenergiás Laboratórium infrastruktúrájára támaszkodva fejlesztették a detektort.
Az első eseményképek az alábbi ábrán láthatóak.
Az NA61/SHINE kísérletben magyar csoportként a HUN-REN Wigner FK-s csoport mellett ELTE-s csoport is jelen van, akik szintén aktív szerepet vállaltak a mérési periódus során (Yoshikazu Nagai, Pórfy Barnabás).
A kutatócsoport weboldala: https://regard.wigner.hu
Az NA61 kísérlet weboldala: https://na61.web.cern.ch
A díj forrása: https://shine.web.cern.ch/node/1208
