Революционный прорыв: фотонные детекторы научились распознавать протоны высоких энергий

Исследователи Национальной лаборатории Аргонн Министерства энергетики США совершили значительный прорыв в области физики элементарных частиц. Они обнаружили, что сверхпроводящие нанопроволочные детекторы фотонов (SNSPD) способны эффективно регистрировать высокоэнергетические протоны, что открывает новые возможности для физических исследований.
Революционный прорыв: фотонные детекторы научились распознавать протоны высоких энергий
Изображение носит иллюстративный характер

Традиционные детекторы частиц, используемые для изучения фундаментальных строительных блоков вселенной, часто не обладают достаточной чувствительностью и точностью. SNSPD, изначально разработанные для квантовой криптографии, оптической сенсорики и квантовых вычислений, работают при сверхнизких температурах и способны регистрировать отдельные фотоны через небольшие электрические изменения.

Эксперименты проводились на испытательном пучковом комплексе Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми. Исследователи создали нанопроволоки различной ширины и протестировали их с помощью протонного пучка энергией 120 ГэВ. Оптимальная ширина проволоки составила около 250 нанометров, причем эффективное обнаружение частиц наблюдалось при ширине менее 400 нанометров.

«Это было первое в своем роде применение данной технологии», – отметил физик Уитни Армстронг из Аргонна, подчеркнув важность демонстрации работоспособности SNSPD не только для фотонов, но и для протонов. Томас Полакович, также физик из Аргонна, добавил: «Это успешный перенос технологии из квантовых наук в экспериментальную ядерную физику».

Особенно важно, что SNSPD эффективно работают в сильных магнитных полях, что делает их идеальными для использования в ускорителях со сверхпроводящими магнитами. Постдокторант Сангбэк Ли отметил, что тестируемый диапазон энергий протонов идеально соответствует будущему электрон-ионному коллайдеру (EIC).

Строящийся в Брукхейвенской национальной лаборатории EIC предназначен для изучения внутренней структуры протонов и ионов путем их столкновения с электронами. SNSPD обеспечат точное детектирование частиц, образующихся в этих столкновениях.

Исследование, проведенное командой, включающей Алана Дибоса, Тимоти Драхера, Натаниэля Пастику, Зейн-Эддина Мезиани и Валентина Новосада, опубликовано в журнале "Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A". Работа выполнена с использованием установки реактивного ионного травления в Центре наноматериалов Аргонна.


Новое на сайте

20873Как Chrome и Safari мешают мошенникам красть данные? 20872Может ли один запрос взломать сервер на PHP? 20871Что скрывает критическая уязвимость GitLab с оценкой CVSS 10,0? 20870Как LiteLLM 1.107.0 превратили в ловушку для учётных данных? 20869Когда ИИ-агенты отключают контроль 20868Уязвимости Plex открыли путь майнерам и Linux-бэкдору 20867Взлом OpenCode Console: под угрозой могли оказаться ключи OpenAI, Anthropic и Google 20866Rank Math PRO: заражённое обновление оставило на сайтах самовосстанавливающийся бэкдор 20865Как исследовательские модели OpenAI обходили ограничения и присваивали чужие данные 20864Атака на BeyondTrust: шпионская группа получила доступ к серверам поддержки 20863Как пакет imgdecode превращает npm-зависимость в загрузчик вредоносного кода? 20862Как PEERSTITCH обходит проверки VPN-сессий FortiOS? 20861Что происходит, когда ИИ-агент выходит за пределы тестовой среды? 20860Как 37-летняя ошибка открыла путь к root в OpenBSD 7.9? 20859ИИ-модели для SOC: точный ответ зависит от улик
Ссылка