საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის მეცნიერ-ინჟინერთა ჯგუფი ტოკაიში, წყნარი ოკეანის სანაპიროზე, იაპონიის პროტონების ამაჩქარებლის კვლევით კომპლექსში (J-PARC – Japan Proton Accelerator Research Complex) მიმდინარე გლობალური COMET ექსპერიმენტის ახალ მიღწევებზე იშვიათი ელექტრონების მაძიებელ ცნობილ მკვლევრებთან კოლაბორაციაში მუშაობას აგრძელებს და სამეცნიერო ექსპერიმენტისთვის უნიკალურ ტრეკულ დეტექტორებს ქმნის.
ინფორმაციას საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტი ავრცელებს.
როგორც სტუ-ში აღნიშნავენ, J-PARC-ის მაღალტექნოლოგიურ სივრცეში, COMET ექსპერიმენტის ფარგლებში, ელემენტარულ ნაწილაკებთან დაკავშირებული იშვიათი და უნიკალური მოვლენების ძიება-დამზერა მიმდინარეობს. აღნიშნულ პროცესში აქტიურად არის ჩართული საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის კვანტური ფიზიკისა და საინჟინრო ტექნოლოგიების ინსტიტუტის მეცნიერთა და ინჟინერთა ჯგუფი, რომელსაც დეტექტორების მშენებლობაში თავისი სოლიდური წვლილი შეაქვს.
საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის რექტორის, აკადემიკოს დავით გურგენიძის განცხადებით, COMET ექსპერიმენტის უმთავრესი მისია მიუონის ელექტრონად გარდაქმნაზე დაკვირვებით ფიზიკის კანონების გადამოწმებაა. რექტორის თქმით, ამ ურთულესი სამეცნიერო მომენტის დასაფიქსირებლად მეცნიერებს განსაკუთრებული მგრძნობელობის ტრეკული დეტექტორი ესაჭიროებათ.
„სწორედ აქ ერთვება საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის კვანტური ფიზიკისა და საინჟინრო ტექნოლოგიების ინსტიტუტის მაღალკვალიფიციური ჯგუფი. მისი წევრები არიან ინსტიტუტის დირექტორი, საქართველოს მთავრობის წარმომადგენელი CERN-ში, ჩვენი უნივერსიტეტის მეცნიერ- ინჟინერთა ჯგუფების ლიდერი CERN-ის CMS და იაპონიის COMET ექსპერიმენტებში, პროფესორი ზვიად წამალაიძე, მეცნიერ-თანამშრომლები: ნიკოლოზ წვერავა, დავით ჩოხელი, რომან აბრამიშვილი, თენგიზ ტორიაშვილი და გიორგი ადამოვი. მაღალი ენერგიის ფიზიკის ინსტრუმენტაციაში სპეციალიზირებულმა ჩვენმა მეცნიერებმა იაპონელებთან თანამშრომლობით წარმატებით განახორციელეს ტექნიკურად ერთ-ერთი ყველაზე რთული ამოცანა – Straw Tracker დეტექტორის სისტემის შექმნა, აწყობა და ტესტირება. „სტროუები“ ულტრამსუბუქი, გაზით სავსე მილებია, რომელთა კედლები ადამიანის თმაზე თხელია. მათში დამუხტული ნაწილაკის გავლისას სუსტი ელექტრული სიგნალი წარმოიქმნება. ათასობით სტროუს ერთმანეთზე შეერთებით იქმნება გადაფარული სამუშაო არე, რომელსაც შეუძლია ნაწილაკების ტრაექტორიის მიკროსკოპული სიზუსტით თვალყურის დევნება.
საგულისხმოა, რომ საქართველოს ტექნიკურ უნივერსიტეტში უკვე შექმნილია სტროუ ტრეკული მილების მაღალტექნოლოგიური ლაბორატორია, სადაც დამზადდა 10 მმ სტროუ მილები COMET ექსპერიმენტისათვის. ეს საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტისა და მის მეცნიერთა უდავოდ დიდი წარმატებაა. „ტრეკული დეტექტორის“ შექმნით, საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტისა და მისი სამეცნიერო წრეების ცნობადობა და რეიტინგი საგრძნობლად გაიზარდა საერთაშორისო სივრცეში. აღსანიშნავია, რომ ამ პროცესში მეცნიერებთან ერთად ჩვენი სტუდენტებიც მონაწილეობენ, ხოლო საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის სტროუ ლაბორატორიაში წარმოებული მილები უკვე გაგზავნილია იაპონიაში – KEK-სა და J-PARC-ში“, – აღნიშნავს რექტორი, აკადემიკოსი დავით გურგენიძე.
ცნობილი ფიზიკოსის, იაპონიის მაღალი ენერგიის ამაჩქარებლის კვლევების ორგანიზაციის (KEK) ნაწილაკებისა და ბირთვული კვლევების ინსტიტუტის (Institute of Particle and Nuclear Studies, IPNS) პროფესორ ჰაჯიმე ნიშიგუჩის (Hajime Nishiguchi) შეფასებით, COMET ექსპერიმენტში საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის მეცნიერთა მონაწილეობა კლიტიკულად მნიშვნელოვანია.
„COMET ექსპერიმენტის გამოწვევა უნიკალურია: ის ეძიებს უკიდურესად დაბალი ენერგიის ელექტრონებს. სტანდარტული დეტექტორები კი ძალიან სქელი ან მრავალი დანაკარგის მქონეა, რა დროსაც გაიბნევა ან შთაინთქმება ზუსტად ის ნაწილაკები, რომელთა შესწავლასაც მეცნიერები ცდილობენ. სწორედ აქ არის კრიტიკულად მნიშვნელოვანი საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის მეცნიერთა ჯგუფის ექსპერტიზა. ისინი ქმნიან სისტემას, რომელიც წარმოუდგენლად მსუბუქია და მექანიკურად საკმარისად მტკიცე, რომ გაუძლოს მაღალი ინტენსივობის ნაკადებს, მაგნიტურ ველს 5 ტესლამდე და გამართულ მუშაობას ვაკუუმში. TOKAI-ში მომუშავე ქართველი მეცნიერებისთვის ყოველდღიური რეალობა ზუსტი გაზომვებისა და აპარატურის მომზადების პრეცეზიული პროცესია. მათი სამუშაო გაცილებით მნიშვნელოვანია, ვიდრე ამოცანების მექანიკური შესრულება“, – ამბობს პროფესორი ჰაჯიმე ნიშიგუჩი.
J-PARC-ში მიმდინარე COMET ექსპერიმენტის ფარგლებში, საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის მეცნიერ-ინჟინერთა ჯგუფი პასუხისმგებელია დეტექტორის მოდულების სრულ სასიცოცხლო ციკლსა და სამომავლოდ მათ გამართულ მუშაობაზე. როგორც სტუ-ის კვანტური ფიზიკისა და საინჟინრო ტექნოლოგიების ინსტიტუტის დირექტორი, პროფესორი ზვიად წამალაიძე აღნიშნავს, შესასრულებელ სამუშაოთა შორისაა: ზუსტი გაზომვა, რაც მოიცავს ათასობით ინდივიდუალური სტროუ მილის დაჭიმულობისა და განლაგების შემოწმებას მიკრონების სიზუსტით; ელექტრონიკის ინტეგრაცია, რაც გულისხმობს მგრძნობიარე წამკითხველი ელექტრონიკის აწყობა-მონტაჟს – გაზის ურთიერთქმედებების ციფრულ მონაცემებად გარდაქმნის მიზნით; და სისტემის ტესტირება, რაც მოითხოვს მოდულების მკაცრი „სამუშაო პირობების“ უზრუნველსაყოფად ტესტების ჩატარებას – შემდგომში ექსპერიმენტის ინტენსიური რადიაციულ გარემო-პირობებში მათი გადატანის მიზნით.
„ეს არის სამუშაო, რომელიც მოითხოვს ფიზიკოსის ინტუიციისა და ინჟინრის პრაქტიკულობის იშვიათ კომბინაციას. COMET კოლაბორაციის ფარგლებში, ახალი აპარატურის შექმნისა და განვითარების მიმართულებით, საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის ჯგუფი აღიარებულია მაღალპროფესიონალთა გუნდად. თუ COMET ექსპერიმენტი წარმატებით წარიმართება, ის მოგვაწვდის „ლეპტონის არომატის დარღვევის“ პირველ მტკიცებულებას – აღმოჩენას, რომელიც ფარდას ახდის ფიზიკის სტანდარტულ მოდელს მიღმა ფიზიკას. ამ მტკიცებულების მოსაძებნად, დეტექტორმა უნდა განასხვავოს კონკრეტული „სიგნალის“ ელექტრონი მილიონობით სხვა ნაწილაკის ფონისგან. განსაკუთრებული მგრძნობელობის დეტექტორის სისტემა, რომელსაც საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის მეცნიერთა ჯგუფი ამუშავებს, სპეციალურად არის შექმნილი, რომ დაიჭიროს დაბალი ენერგიის ელექტრონების უპრეცედენტო (10-17 ) მგრძნობიარობა“, – აღნიშნავს სტუ-ის მეცნიერი.