Revolucija u Detekciji Antimaterije na CERN-u
Na CERN-ovoj Tvornici Antimaterije, tim AEgIS suradnje proučava novu metodologiju za otkrivanje jednog od prirodnih fenomena koji se rijetko viđaju: anihilaciju antiprotona. Prema informacijama iz eeNews-a, tim predvođen profesorom Christophom Hugenschmidtom s Tehničkog sveučilišta u Münchenu (TUM), razvio je eksperimentalni detektor koristeći senzore izvorno dizajnirane za kamere mobilnih telefona.
Inovativni Pristup: OPHANIM Detektor
Umjesto da razviju novi sustav senzora od nule, istraživači su iskoristili šezdeset senzora mobilne kamere od 64 megapiksela kako bi formirali 3,84-gigapikselsku mrežu nazvanu OPHANIM, što je kratica za Optički Fotonski i Antimaterijski Imager. Ovaj složeni detektor može uočiti gdje se antiprotoni sudaraju s tvari, anihilirajući u bljesku energije.
Visoka Prostorena Rezolucija
„Da bi AEgIS radio, potrebni su nam detektori izuzetno visoke prostorne rezolucije, a senzori mobilnih kamera imaju piksele manje od 1 mikrometra,“ objašnjava Francesco Guatieri, glavni istraživač na TUM-u. Kako bi prilagodili senzore za znanstvenu upotrebu, tim je morao provesti intenzivno mikro-inženjerstvo kako bi uklonio slojeve namijenjene elektronici mobilnih telefona.
- “Morali smo ukloniti prve slojeve senzora, koji su napravljeni za rad s naprednom integriranom elektronikom mobilnih telefona,” dodaje Guatieri.
- Ovaj proces omogućava senzorima da izravno registriraju uzorke svjetlosti povezane s događajima anihilacije.
Unatoč svom podrijetlu, mobilni senzori ne kompromitiraju performanse. Zapravo, novi detektor nudi 35 puta bolju rezoluciju u stvarnom vremenu u odnosu na ranije metode.
Prednosti OPHANIM-a
„Prije su fotografske ploče bile jedina opcija, ali nisu imale mogućnosti rada u stvarnom vremenu,” dodaje Guatieri. „Naše rješenje, demonstrirano za antiproton, a izravno primjenjivo na antihidrogen, kombinira rezoluciju na razini fotografske ploče, dijagnostiku u stvarnom vremenu, samokalibraciju i dobru površinu za sakupljanje čestica, sve u jednom uređaju.”
OPHANIM detektor omogućava istraživačima promatranje događaja anihilacije u stvarnom vremenu s rezolucijom od oko 0,6 mikrometra, što je dovoljno za razlikovanje između različitih čestica nastalih tijekom procesa. “Ova tehnologija predstavlja prekretnicu za promatranje malih pomaka uzrokovanih gravitacijom u antihidrogenskom snopu koji putuje horizontalno, i može se koristiti i u eksperimentima gdje je visoka prostorna rezolucija ključna, ili za razvoj tracker-a visoke rezolucije,” navodi glasnogovornik AEgIS-a, dr. Ruggero Caravita.
Širi Utjecaj na Znanost
„Ova izvanredna rezolucija omogućuje nam da razlikujemo različite fragmente anihilacije, otvarajući put za nova istraživanja o anihilaciji antipartikala niske energije u materijalima.”
Posljedice ovog rada idu daleko izvan istraživanja antimaterije. OPHANIM-ova sposobnost praćenja čestica s tako velikom preciznošću mogla bi koristiti širokom rasponu eksperimenta, dok istovremeno nudi jeftin model izgrađen od postojećih potrošačkih tehnologija.
Zaključak
Inovacije u detekciji antimaterije na CERN-u otvaraju nova vrata u znanosti. Sa svojim naprednim detektorom OPHANIM, AEgIS tim postavlja temelje za buduća istraživanja koja bi mogla promijeniti naše razumijevanje fizike i antimaterije. U svijetu gdje je preciznost ključna, ova tehnologija može odigrati ključnu ulogu u našem istraživanju univerzuma.
