En 2024, la cooperación de T2K comenzó a recopilar nuevos datos de neutrinos, que incluían nuevos tipos de detectores. Uno de ellos, llamado Super FGD, tiene aproximadamente 2 toneladas de volumen sensible y está hecho de aproximadamente 2 millones de cubos. Cada cúbico está hecho de sustancia de desinfectador de plástico (PS) que emite luz cuando la partícula cargada lo atraviesa. El neutrino no toma ninguna compensación, como lo indica su nombre, pero a veces interactúan con otras partículas, luego fabrican electrones, protones, MWON o Pones que se pueden detectar. Cada cubo de PS está cruzado por tres fibras ópticas ortogonales que recolectan la luz científica y la guían a 56,000 fotoexatorios. Los datos muestran pistas de partículas de tres dimensiones (3D), que permiten a los investigadores encontrar más información sobre Neutrino.
Dichas actualizaciones del detector son muy importantes para avanzar en las capacidades de descubrimiento de grandes experimentos de física de partículas, y aún es apropiado preguntar: ¿qué lleva 2 millones de PS Cube en un detector de partículas de trabajo después de cúbico y capa tras capa después de los cubos? ¿Se pueden construir un gran escala de escala de manera diferente en la física de alta energía? Estas son las preguntas que los profesores del Instituto de Física Parcial y Física Astro movilizan una línea de trabajo para Andre Rubia. En colaboración con colegas de ETH Zuric, C-Arn, The Hasecs, Hague-VD, Commetic Addpol y el Instituto de Materiales Científicos, el Instituto de Materiales Científicos en Ucrania, Sigbona y Rubia acaba de publicar un artículo de investigación en la revista. Ingeniería de comunicación Donde ofrecen un detector de desinfectador de plástico fabricado totalmente adicional para partículas tempranas. Los autores forman parte de la cooperación de detector impreso 3D (3DET), dirigida por el Dr. AMUT KOS con armonía técnica. El equipo cree que su demostración es un paso importante hacia los métodos efectivos de tiempo y costo para que su demostración sea un detector de partículas masivo.
El problema de la ingeniería
Los detectores de PS permiten detectar estas rutas y medir la pérdida de energía de las partículas cargadas que pasan a través del material del escaneador con una respuesta temporal rápidamente. Estas características han determinado su creciente éxito desde que su sugerencia se hizo en la década de 1950. En un PS, los amatorios fluorescentes se introducen en una matriz de polímero sólido llamado pisos. Una partícula cargada que se extiende a través de los entusiastas de los entusiastas de los materiales: una interacción dopol de dopol no dirigida ha cambiado el entusiasmo en flujos, lo que elimina D eliminando la luz ultra violeta en algunos segundos nano. El segundo tipo de piso se agrega al polímero para cambiar la longitud de onda de la descarga y evitar la absorción en el material del escaneador. Las fibras ópticas recolectan la luz producida por el PS moviendo sus longitudes de onda a la sección verde del espectro visible, lo que permite atrapar la descarga y aumentar la longitud de la atención.
Para maximizar las partículas iniciales, los detectores de centrulación 3D de grano calculados SO se han depositado con muchos volúmenes pequeños, como PS Cube en Super FGD. En este escenario, es muy importante que las unidades más pequeñas se aislen independientemente para rastrear diferentes partículas cargadas. La cooperación 3DET está familiarizada con estos detectores recolectados: Sigleberna consideró Super FGD y lideró su desarrollo y construcción como miembro de T2. Del mismo modo, como la pantalla 2D de una computadora portátil o teléfono inteligente está hecha de píxeles de fluoresing único, un detector de partículas 3D otorgado puede verse como una combinación de vocalistas de escaneo. Todos los vóxicos deberían trabajar juntos para proporcionar datos de alta calidad: cada voz está aislada pero es parte de un todo grande.
“Este es realmente un problema de ingeniería”, dice Tim Weber, el primer autor sobre la manifestación informada en el documento. Entrenado como ingeniero mecánico en ETH Zurik, Weber se unió al grupo extranjero y al grupo de física de Nutrino en colaboración con física y 3dets hace tres años y trajo su experiencia diversa con la fabricación adicional (AM), que se conoce comúnmente como impresión 3D. Le gusta adoptar una idea práctica sobre este asunto: si el objetivo es hacer un detector de partículas grande con la mejor resolución de seguimiento, luego reducir el tiempo y los costos de producción. Esto requiere soluciones que garanticen la velocidad de producción sin comprometer la calidad y el rendimiento del detector de partículas.
El sistema de producción ideal puede construir miles de voces desinfectantes en un solo bloque. La cooperación 3Det y otros ya trabajaron con AM para prototipos de detectores de PS. Algunos de los desafíos iniciales que encontraron, especialmente en términos de rendimiento del detector, resaltaron los puntos de dos decisiones importantes: la selección del material y el AM se usa para preparar la detección de tipos. Por ejemplo, AM generalmente no es muy bueno para manejar contenido múltiple, al tiempo que observa la luz de restricción para la restricción de la PS logra la transparencia del material. Además, no todas las acciones de AM pueden producir estructuras huecas. El último problema a menudo causa una interferencia de reducción, por ejemplo, debido a los agujeros de perforación en las voces para las fibras de los cambios en la longitud de onda, lo que dificulta automatizar el procedimiento fabricado.
Solución estructurada personalizada
Weber, Sigleburna y sus colegas sabían que necesitaban una configuración de AM totalmente personalizada. Su nuevo proceso de fabricación, llamado modelado de inyección fusible (FIM), es una mezcla de dos métodos conocidos, a saber, modelado de deposición fusible (FDM) y moldeo por inyección. El proceso de Furio de AM-Man cuenta tres pasos: Primero, una capa de 5 × 5 de marco reflectante óptico que hace que el moho para PS-Esa es, 25 cubos vacíos, FFDM recubierto de color abierto y blanco, que incluye agujeros de fibras ópticas, sin ningún soporte. Aquí, la cadena de polímero seleccionada para el marco se extrae a través de una boquilla conocida como emisión. Una vez que este molde 5 × 5 está listo, las barras de metal se insertan en agujeros para hacer un lugar para las fibras. Luego, el sistema de emisión de FDM se reemplaza con una boquilla larga que perjudica el material de segunda información en el molde, va de la parte inferior a cada cúbico vacío y permite que el material fundido se maximice. En la tercera etapa, se usa una caricatura caliente para preparar la superficie superior de la aeronave para la próxima capa de matriz 5 × 5.
Después de este procedimiento, el equipo, al que se refieren como un Super Cube, es un detective de 125 voces aisladas ópticas, 59 mm (ancho y longitud) en 5 × 5 × 5 que establece 57.2 mm a través de una altura, con una altura. El tiempo de fabricación para un vóxel se estimó en aproximadamente 6 minutos: una vez que el proceso de fabricación se automatiza más con el sistema de impresión 3D recientemente diseñado, se espera.
Los investigadores presentaron su rendimiento prototipo con figuras de partículas cósmicas, que se centran en los campos cruzados entre la producción de luz de Centurion de los cubos individuales y las voces. Compararon el SuperComb con un sistema de semejanza desarrollado con la polimerización fundida, la técnica de fabricación convencional, y no hubo desviación significativa en el rendimiento. Crossstick, que depende del aislamiento óptico de cada voxille, se ve un poco más con el FIM, pero está en algún nivel de porcentaje, que es aceptable para el seguimiento de partículas en 3D. “Esta es la primera vez, cuando un detector de escaneo impreso en 3D puede detectar partículas cargadas, como los rayos cósmicos y los haces de prueba en el CERN, y la reorganización de sus pistas y pérdida de energía”, dice Sigalberna.
El equipo está examinando un nuevo prototipo con el objetivo de mejorar el aislamiento óptico del aislamiento óptico del detector. Al mismo tiempo, Weber está trabajando para rediseñar todo el sistema de producción: el objetivo es una impresora automatizada que aumenta el proceso de tela en gran volumen de detectores. Como señala Sigleburna, entrar en un detector otorgado con 2 millones de voces para contar 10 millones estará representada por una tremenda actualización de experiencias como T2: cuanto más sea el volumen del detector, se pueden capturar más incidentes de diálogo. Parece que las soluciones de impresión 3D, sustancialmente, los investigadores de física de partículas pueden pensar más grande.
