ATLAS დეტექტორის ტაილ კალორიმეტრის ჰომოგენურობის შესწავლა მიუონების გამოძახილით

ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) ექსპერიმენტი ბირთვული კვლევების ევროპულ ორგანიზაციაში, დიდ ადრონულ კოლაიდერზე შეიქმნა იმისათვის, რომ გამოიკვლიონ მაღალი ენერგიების ფრონტზე ფუნდამენტური აღმოჩენების ახალი შესაძლებლობები. ATLAS დეტექტორის ადრონული კალორიმეტრი ე.წ. ტაილ კალორიმეტრი (Tile -ერთი სცინცილაციური ფილა, აქტიური ნივთიერება) შედგება სცინსცილატორების და რკინის ფირფიტების მონაცვლეობისგან. იგი დაყოფილია სამ ცილინდრულ სექციად, რომელთაც უწოდებენ გრძელ ცილინდრს (LB) და მიერთებულ ცილინდრს (EB). სამი ასეთი ცილინდრის გაერთიანებას უწოდებენ სეგმენტს და ტაილ კალორიმეტრი შედგება 64 ასეთი აზიმუტალური სეგმენტისგან. LHC ფაზა II განახლების დროს („High Luminosity LHC”, HL-LHC) გეგმავს გაზარდოს LHC-ის ნათება 5-10 ჯერ. HL-LHC გარკვეულ გამოწვევებს წარმოქმნის ტაილ კალორიმეტრისთვის. ახლანდელი ელექტრონიკა ძველდება და უნდა გაუძლოს გაზრდილი რადიაციის დონეს და უნდა იყოს სწრაფმქმედი, ვინაიდან ნათების გაზრდა გამოიწვევს პროტონების შეჯახებების რიცხვის გაზრდას და ელექტრონიკამ უნდა მოასწროს უფრო დიდი რაოდენობის ინფორმაციის წაკითხვა და დამუშავება. ახალი ელექტრონიკით აღჭურვილი ტაილ კალორიმეტრის მოდულის ჰიბრიდული პროტოტიპი - დემონსტრატორი იქნა ტესტირებული სხვადასხვა ენერგიის და დაცემის კუთხის ნაწილაკების ნაკადით, რომელიც მიღებული იყო Super Proton Synchroton (SPS) -ის ამაჩქარებელზე ცერნში. დემონსტრატორის მიუონების ნაკადებით (165 გევი ენერგია, დაცემის კუთხე -90° ) დასხივების შედეგად მიღებული მონაცემები იქნა გაანალიზებული. მიღებული და გაანალიზებული იყო მიუონების მიერ ერთეულ მანძილზე დატოვებული ენერგიის - dE/dx -ის განაწილებები, საცდელი მოდულის როგორც ყოველი შრის თითოეულ უჯრედში, ასევე მის ყოველ რიგში და მიღებულ იქნა მიუონებისთვის დამახასიათებელი ყოფაქცევა. ენერგიის დანაკარგი სიგრძის ერთეულზე თითოეული რიგისთვის დაახლოებით ტოლი გამოვიდა და სტანდარტული გადახრა (გაფანტულობა) 2.3%-ის ფარგლებშია, ე.ი. ენერგიის დანაკარგი ერთეულოვან მანძილზე ტოლია დეტექტორის ნებისმიერ გეომეტრიულ წერტილში ყველა ეფექტის გათვალისწინებით.