Научные сотрудники Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ разработали новую методику изучения характеристик систем считывания света в жидком аргоне. В ходе научного исследования группой ученых ЛЯП ОИЯИ (Александр Селюнин, Николай Анфимов и др.) были проведены сравнительные испытания светосчитывающих модулей время-проекционной камеры детектора эксперимента DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment). Полноразмерный модуль подтвердил способность эффективно регистрировать сцинтилляционный свет, а его конструкция позволила выдерживать криогенные температуры.

Жидкоаргоновые время-проекционные камеры (ЖА-ВПК) традиционно используют проволочные плоскости для системы считывания заряда. Такие проволочные ЖА-ВПК широко применяются в нейтринных экспериментах, таких как MicroBooNE, ICARUS, ProtoDUNE-SP, ArgoNeuT и др. Однако этот подход приводит к неопределенностям в реконструкции информации о заряде для ЖА-ВПК, используемых в ближних детекторных комплексах нейтринных экспериментов, где наблюдаются высокие счеты нейтринных взаимодействий и интенсивный поток мюонов. В частности, трехмерная реконструкция заряда ограничена из-за наложения зарядовых кластеров в одной или нескольких проекциях, и связь между извлеченным зарядом и отдельным взаимодействием становится недостижимой.

Светосчитывающие модули прототипа модуля ЖА-ВПК и полноразмерного модуля ВПК ближнего детектора эксперимента DUNE

Ученые ЛЯП ОИЯИ разработали методику изучения в жидком аргоне компонент системы считывания света жидкоаргоновой время-проекционной камеры ближнего детектора эксперимента DUNE. В рамках методики были проведены сравнительные испытания на криогенной установке полноразмерного светосчитывающего модуля для жидкоаргоновой время-проекционной камеры и укороченного модуля. Эффективность регистрации света полноразмерного модуля по результатам испытаний оказалась на ∼ 5 % меньше, чем у укороченного модуля. Была показана применимость полноразмерного модуля в конструкции для ЖА-ВПК ближнего детектора эксперимента DUNE.

Текст научной статьи о результатах исследования опубликован в первом выпуске журнала «Письма в ЭЧАЯ» за 2024 г.