Сегодня 13 ноября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Физики создали принципиально новую камеру для охоты на нейтрино и тёмную материю

Международная группа учёных под руководством физиков из Швейцарии представила революционный метод регистрации элементарных частиц. Вместо традиционных громоздких детекторов, разделённых на тысячи сегментов, исследователи использовали одну-единственную камеру светового поля, объединив её с высокочувствительным сенсором фотонов. Детектор отличается простотой и дешевизной, что может ускорить обнаружение таких неуловимых частиц, как нейтрино и тёмная материя.

 Источник изображения: ETH Zurich

Источник изображения: ETH Zurich

Современные детекторы для регистрации следов распада нейтрино на элементарные частицы представляют собой огромные объёмы сверхчистой жидкости, словно бусами пронизанной фотодетекторами (фотоумножителями). Сами нейтрино не могут регистрироваться напрямую в силу своих свойств — отсутствия заряда и сверхмалой массы. Такие объёмы могут быть созданы искусственно, а могут быть природными, как в случае нейтринных обсерваторий в водах Байкала, во льдах Антарктики или на дне Средиземного моря. Все эти установки объединяет одно — разбивка объёмов на сектора, что влечёт за собой использование тысяч и десятков тысяч датчиков.

Датчики нейтрино и других слабо взаимодействующих частиц, например частиц с малой энергией, для экспериментов в лабораториях и научных центрах могут быть более компактными. Однако они всё равно имеют секторную структуру, в которой используется волоконная оптика, часто включающая десятки тысяч оптических каналов и датчиков. Такая плотность в относительно небольших объёмах позволяет улавливать траектории субатомных частиц с субмиллиметровой точностью за относительно короткие промежутки времени. Нейтрино сталкивается с каким-либо атомом и разбивает его на более мелкие элементарные частицы, по следам которых воссоздаётся «виновник торжества».

Учёные из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) и Швейцарской высшей технической школы Лозанны (EPFL) создали датчик, не требующий сегментации рабочего объёма сцинтилляционного материала, в котором и возникают следы распада нейтрино, вызывая в конечном итоге регистрируемое возбуждение фотонов в материале. Датчик получил название PLATON. Одна специальная камера в таком датчике заменяет тысячи сенсоров при той же и даже большей разрешающей способности — это может значительно продвинуть учёных в изучении слабо взаимодействующих частиц.

Камера PLATON использует матрицу микролинз, которая фиксирует не только интенсивность, но и направление света, возникающего при прохождении заряженных частиц через объём сцинтиллятора. Несколько лет назад это была чрезвычайно популярная тема. По сути, это камера светового поля. На этом принципе строились голографические дисплеи и даже гарнитуры виртуальной реальности. В комбинации с датчиками, способными регистрировать единичные фотоны с наносекундной точностью, камера PLATON позволяет восстанавливать трёхмерную траекторию частиц без физической сегментации детектора — в монолитном объёме сцинтиллятора. Успешные испытания на источнике стронция-90, испускающего электроны, подтвердили эффективность метода.

Моделирование показывает, что уже для объёма сцинтиллятора 10 × 10 × 10 см система достигнет разрешения трека частиц менее 1 мм. При масштабировании до одного кубического метра (ключевой размер для нейтринных экспериментов) разрешение останется на уровне нескольких миллиметров, что соответствует лучшим мировым аналогам, но при несравнимо меньшей сложности изготовления системы. Ключевую роль в обработке изображений сыграла нейросеть на основе архитектуры Transformer, которая эффективно выделяла полезные сигналы из «шума» сцинтилляционных фотонов.

Более того, новый подход уже выходит за рамки фундаментальной науки. Авторы разработки подали три патента на использование технологии PLATON в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Команда ожидает, что дальнейшая работа над дизайном детектора откроет путь к субмиллиметровому разрешению для датчиков объёмом более одного кубометра — как для охоты за тёмной материей, так и для медицинской диагностики нового поколения.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
«Они могут погубить всех нас»: в США через суд потребовали запретить OpenAI, Google и другим обучать передовые ИИ-модели 9 ч.
Microsoft показала, как превратить ИИ-агента в троян, изменив всего семь нейронов 9 ч.
Новая статья: Вторая жизнь старого смартфона: 20+ идей, которые стоит попробовать 9 ч.
Binance полностью возместила клиентам украденные хакерами активы на $6,3 млрд 10 ч.
Google представила Gemini 4 Hydrogen — модель работает в 2,5 раза быстрее предшественницы и уже доступна всем 10 ч.
Увольнения, засилье ИИ и умершие надежды: исследование показало удручающее состояние игровой индустрии в 2026 году 11 ч.
AMD обновила видеодрайвер и исправила баг, который медленно убивал SSD при обычном использовании ПК 12 ч.
В «белом списке» Минцифры почти закончились места для новых сайтов и сервисов 15 ч.
Apex Compute представила аналог DLSS — работает на любых видеокартах, производительнее и обеспечивает лучшее качество 16 ч.
GTA VI побила рекорд Cyberpunk 2077 по предзаказам и уже заработала больше миллиарда долларов 16 ч.
«Динамо» и Dreame представили лимитированную серию техники в клубном дизайне 1 мин.
2,5 Тбайт/с на 1 мм: представлена чиплетная спецификация UCIe 4.0 2 мин.
Канадские учёные придумали «сдвоенную» погружную СЖО с доохлаждением самых горячих участков микросхем 2 ч.
Журналисты узнали о третьей предполагаемой любовнице Дженсена Хуанга 9 ч.
ИИ ЦОД продолжают перетягивать память на себя — серверные SSD подорожают ещё на 15–20 % 12 ч.
Samsung запустила строительство гигантского комплекса по выпуску ИИ-памяти — счёт вложений пошёл на квинтиллионы 13 ч.
Сингапур закрыл въезд любовнице Дженсена Хуанга — её подозревают в связях с китайской разведкой 13 ч.
SK hynix похвалилась, что довела уровень выход годной памяти HBM4 выше 70 % 14 ч.
Leica вернула редкую «молотковую» отделку: вышла плёночная камера M-A и цифровая M11-P в исполнении Hammertone 14 ч.
Правая рука Хуанга встала у руля Nvidia: почему Колетт Кресс называют «швейцарским ножом» компании 14 ч.