MESA Maince: pažanga kitame dideliame fizikos nuotykyje!

MESA Maince: pažanga kitame dideliame fizikos nuotykyje!

Johaneso Gutenbergo universitete Mainz (JGU) kuriamas energijos atkūrimo dalelių greitintuvas MESA (Mainz Energy-recovery Accelerator). 2025 m. balandžio 10 d. buvo pristatyta daugiau nei 3 tonas sverianti vakuuminė kamera, kuri yra itin svarbi vykdomiems tyrimų projektams. Šis pristatymas atliktas po 21 tonos superlaidaus magneto įrengimo 2024 m. lapkričio mėn., dar labiau demonstruojantį projekto eigą. MESA yra ne tik Mainco Cluster of Excellence PRISMA+ dalis, bet ir atveria naujų galimybių atliekant fundamentinius fizikos tyrimus.

Pagrindinis MESA tikslas yra du pagrindiniai eksperimentai, MAGIX ir P2, kurie skirti prisidėti prie vadinamosios „naujosios fizikos“ tyrimų. P2 eksperimento tikslas yra tikslus silpno maišymo kampo matavimas, siekiant išsiaiškinti atvirus elementariųjų dalelių fizikos klausimus. Naujosios vakuuminės kameros ilgis – 7 metrai, o skersmuo – 2,4 metro, o tūris – 32 kubiniai metrai. Ši sąlyga yra svarbi, nes kamera sukuria reikiamą vakuumą tikslinei ląstelei, kuri turi veikti itin žemoje, maždaug –257 laipsnių Celsijaus, temperatūroje.

Technologiniai iššūkiai ir sprendimai

Skystas vandenilis yra saugomas šioje tikslinėje ląstelėje, kurios tūris yra apie 70 litrų. Kameros vakuumas ne tik tarnauja kaip izoliacija, bet ir užtikrina, kad elektronų pluošto sukuriama šiluma ant tikslinės ląstelės būtų efektyviai išsklaidyta helio aušintuvu. Vakuuminėje kameroje taip pat yra silicio pikselių detektorius galinėje dalyje, kuris matuoja elektronų impulsą. Ypatinga savybė – vakuuminis langas, pagamintas iš anglies pluoštu sustiprintos epoksidinės dervos, kuris tvirtinamas tarp priekinės ir galinės kameros dalių.

Pati vakuuminė kamera yra pagaminta iš didelio stiprumo aliuminio lydinio, kuriame sumontuoti specialūs metaliniai sandarikliai, užtikrinantys aukštą atsparumą radiacijai. Jis buvo sukurtas taip, kad tilptų į superlaidų magnetą, o tai reiškia, kad jo forma turi būti labai apvali.

Finansavimas ir tolesni žingsniai

P2 eksperimento kūrimo darbams buvo naudingas finansavimas iš PRISMA+ kompetencijos klasterio ir Vokietijos tyrimų fondo (DFG) didelės apimties įrangos programos. Tuo pačiu metu technologijų, naudojamų tokiuose projektuose kaip MESA, plėtra taip pat skatinama tarptautiniu bendradarbiavimu. Vienas iš pavyzdžių yra tarptautinis linijinis greitintuvas (ILC), kuris remiasi superlaidaus greitintuvo technologija, kuri suteikia tokių pranašumų kaip maži galios nuostoliai ir aukšta dalelių pluoštų kokybė. Šios technologijos buvo sukurtos tokiose institucijose kaip DESY ir TESLA Technology Collaboration nuo 1990-ųjų ir yra vertingas pagrindas dabartiniams Mainco įvykiams.

Apskritai MESA yra puikus šiuolaikinės dalelių fizikos pavyzdys, kuris pastaraisiais metais yra technologijų pažangos priešakyje ir leidžia universitetuose atlikti mokslinius tyrimus tarptautiniu lygiu.