Syberyjscy naukowcy przygotują unikalny aerożel dla eksperymentu w USA

Stworzony w Nowosybirsku aerożel będzie wykorzystywany podczas amerykańskiego eksperymentu naukowego mającego na celu zbadanie właściwości hadronów.

Naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk i Instytutu Katalizy Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk   przygotują unikalne bloki aerożelu do eksperymentów w zakresie badania cząsteczek elementarnych w laboratorium Stanów Zjednoczonych, informuje Instytut Fizyki Jądrowej. 

Celem eksperymentu CLAS12 w Thomas Jefferson National Accelerator Facility w stanie Wirginia w USA jest zbadanie właściwości hadronów, a stworzony w Nowosybirsku aerożel będzie wykorzystywany w detektorze pierścieni Czerenkowa (detektor cząsteczek elementarnych, w którym wykorzystuje się świecenie wywoływane w przezroczystym środowisku przez naładowaną cząsteczkę) jako radiator (środowisko) promieniowania. 

„Program eksperymentalny spektromierza CLAS12 obejmuje wiele dziedzin fizyki hadronów, ale jego wizytówką będzie zbadanie trójwymiarowej struktury protonów i neutronów. W tym celu wiązka elektronów z energią do 11 heV będzie kierowana na cel z wodoru lub deutera. W wielu zaplanowanych eksperymentach potrzebna jest identyfikacja powstających w celach hadronów, i do tego właśnie będzie wykorzystywany detektor na bazie aerożelu” – głosi oświadczenie. 

W instytucie podkreślono, że nowosybirski syntezowany aerożel dysponuje najlepszymi na świecie charakterystykami do stworzenia detektorów Czerenkowa takiego typu – ma wysoką przejrzystość i stworzony został w formie dużych bloków. 

„Naładowana cząsteczka, przechodząc przez aerożel, dokonuje eksplozji  promieniowania Czerenkowa, czyli tworzy fotony. One promieniują pod określonym kątem w kierunku ruchu cząsteczki, który zależy od jej prędkości. Fotony są zbierane i rejestrowane przez lustra. Znając współrzędne rejestracji fotonów, można ustalić prędkość cząsteczki, co pozwala wnioskować o jej właściwościach” – cytuje się słowa starszego pracownika naukowego Instytutu Fizyki Jądrowej Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk  Jewgienija Krawczenko. 

Aerożel to twardy materiał o rekordowo niskiej gęstości. Składa się z bardzo małych cząstek ditlenku krzemu, które połączone są w chaotyczne łańcuchy i tworzą sieć mezopor. Jego główny składnik – do 99,8 % — to powietrze. Bloki nowosyberyjskiego aerożelu wykorzystywano w eksperymentach CERN. Uniwersalny detektor do rejestracji cząstek elementarnych został także umieszczony na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.