To ΠΑΔΑ συνεργαζόμενο Ίδρυμα στο πείραμα ATLAS του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών CERN

Ο ανιχνευτής New Small Wheel και μέρος της ομάδας εργασίας στο CERN

Από τον Οκτώβριο του 2019, το Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής αποτελεί μέλος της Διεθνούς Επιστημονικής Κοινότητας του πειράματος ATLAS στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών CERN, ως Συνεργαζόμενο Ίδρυμα στον τομέα της Τεχνολογίας (Technical Associate Institute).

Ο ανιχνευτής ATLAS είναι ο μεγαλύτερος σε όγκο ανιχνευτής που έχει κατασκευαστεί μέχρι σήμερα και λειτουργεί στον Μεγάλο Αδρονικό Επιταχυντή (Large Hadron Collider, LHC) του CERN. Ο LHC, περιφέρειας 27 χιλιομέτρων, είναι εγκατεστημένος σε τούνελ βάθους 50 έως 175 μέτρα (στο υπέδαφος των συνόρων Γαλλίας – Ελβετίας κοντά στη Γενεύη) και επιταχύνει κατά κύριο λόγο δύο αντίθετα κινούμενες δέσμες πρωτονίων πρωτοφανούς ενέργειας (7 TeV). Οι δέσμες συγκρούονται μεταξύ τους σε συγκεκριμένα σημεία όπου είναι τοποθετημένοι ανιχνευτές, όπως ο ATLAS, προκειμένου να ανιχνεύσουν τα σωματίδια που παράγονται κατά τις συγκρούσεις. Σήμερα o επιταχυντής είναι εκτός λειτουργίας διανύοντας την πρώτη φάση αναβάθμισής του με εξοπλισμό υψηλότερης τεχνολογίας. Μετά τη δεύτερη και σημαντικότερη αναβάθμιση, η οποία προβλέπεται να ολοκληρωθεί στα τέλη του 2027, το CERN φιλοδοξεί ο νέας γενιάς επιταχυντής που θα προκύψει (High Luminosity-LHC, HL-LHC) να αποτελέσει το επόμενο ορόσημο στην έρευνα για την ύλη και το σύμπαν, μετά την ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs που επιτεύχθηκε κατά τη λειτουργία του LHC (Βραβείο Nobel Φυσικής 2013). 

Ενόσω ο LHC βρίσκεται εκτός λειτουργίας, η επιστημονική ομάδα του ανιχνευτή ATLAS, όπως και των άλλων ανιχνευτών που λειτουργούν στον επιταχυντή, αναβαθμίζει τα ανιχνευτικά και ηλεκτρονικά συστήματά του προκειμένου να ανταπεξέλθουν στην αναμενόμενη εξαιρετικά μεγάλη ροή σωματιδίων που θα παράγονται κατά τις συγκρούσεις των δεσμών πρωτονίων και στην επακόλουθη αναγκαιότητα ταχείας λήψης και επεξεργασίας των σημάτων που θα ανιχνεύονται και θα καταγράφονται.

Μέλη ΔΕΠ και φοιτητές του Τμήματος Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών της Σχολής Μηχανικών του ΠΑΔΑ, σε στενή συνεργασία με τη ΣΕΜΦΕ του ΕΜΠ, τον Τομέα Στοιχειωδών Σωματιδίων του Τμήματος Φυσικής του ΕΚΠΑ και το CERN, συμμετέχουν ενεργά στην ανάπτυξη και στον έλεγχο της ορθής λειτουργίας των ηλεκτρονικών δύο καινοτόμων ανιχνευτικών συστημάτων, ένα εκ των οποίων εγκαταστάθηκε πρόσφατα στον ανιχνευτή ATLAS. Παρά την ονομασία τους, Νέοι Μικροί Τροχοί (New Small Wheels, NSW), πρόκειται για δύο γιγαντιαία ανιχνευτικά συστήματα σχήματος τροχού που το καθένα έχει διάμετρο δέκα μέτρων και διαθέτει περίπου 2.5 εκατομμύρια ηλεκτρονικά κανάλια ανάγνωσης των σημάτων που θα καταγράφει, αποτελώντας το πλέον σημαντικό αλλά και περίπλοκο εγχείρημα της πρώτης αναβάθμισης του ανιχνευτή ATLAS.

Επί το έργον: συναρμολόγηση και καλωδίωση από φοιτητές του ΠΑΔΑ

Η επιτυχημένη συνεργασία των μελών του εργαστηρίου Τεχνολογιών Ηλεκτρονικής και Υπολογιστών (Electronics and Computer Technologies Lab, ECTLab) του Τμήματος Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών οδήγησε στην κατάθεση πρότασης ένταξης του ΠΑΔΑ στο πείραμα ATLAS, η οποία εγκρίθηκε ομόφωνα από το Συμβούλιο Εκπροσώπων (Collaboration Board) των 177 Πανεπιστημίων και Ερευνητικών Εργαστηρίων των 38 χωρών που συμμετέχουν στο πείραμα.

Με την ένταξή του στο ATLAS, το Εργαστήριο Τεχνολογιών Ηλεκτρονικής και Υπολογιστών, πέρα της συμβολής του στη διεθνή προσπάθεια ανάπτυξης και εγκατάστασης των ηλεκτρονικών συστημάτων του NSW, αναλαμβάνει την ευθύνη ελέγχου ορθής λειτουργίας των εκατοντάδων νέων ηλεκτρονικών καρτών ανάγνωσης και διαχείρισης των σημάτων που θα καταγράφονται από ένα εκ των συστημάτων που διαθέτει το φασματόμετρο μιονίων του ATLAS. Το φασματόμετρο μιονίων ανιχνεύει με εξαιρετική ακρίβεια και ταχύτητα τα παραγόμενα από τις συγκρούσεις μιόνια (σωματίδια 200 φορές βαρύτερα από τα ηλεκτρόνια) και αναμένεται να βρεθεί στην πρώτη γραμμή πιθανών ανακαλύψεων κατά τη λειτουργία του νέου επιταχυντή HL-LHC το 2028.

Αυτή την περίοδο, τέσσερεις προπτυχιακοί φοιτητές και ένας μεταπτυχιακός φοιτητής του Τμήματος Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών του ΠΑΔΑ βρίσκονται στους χώρους συναρμολόγησης και ελέγχου των ανιχνευτών NSW στο CERN, εκπονώντας τις διπλωματικές τους εργασίες με ιδιαίτερο ενθουσιασμό και επιτυχία.

Ο Πρύτανης του ΠΑΔΑ καθηγητής Παναγιώτης Καλδής, συγχαίρει τους καθηγητές Στάθη Κυριάκη, Πρόεδρο του Τμήματος Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών και Κατερίνα Ζαχαριάδου, του ίδιου Τμήματος, καθώς και τους φοιτητές του, για τις συνεχείς καλές πρακτικές που αναπτύσσουν με την ενεργό συμμετοχή του Πανεπιστημίου ως μέλους της πολυπληθούς διεθνούς επιστημονικής κοινότητας σε ένα από τα μεγαλύτερα πειράματα του CERN. Επιπρόσθετα, επικροτεί τη συγκεκριμένη συνεργασία και ένθερμα την υποστηρίζει, αφού προσδίδει συνδιαμόρφωση εξελιγμένης τεχνογνωσίας σχετικά με τις πρωτοφανείς τεχνολογικές προκλήσεις που προκύπτουν στον τομέα της ηλεκτρονικής, της πληροφορικής και της επεξεργασίας δεδομένων ισχυροποιώντας τη διεθνή συνεργασία του Πανεπιστημίου με σκοπό τη συνεχή βελτίωση της παροχής υψηλού επιπέδου εκπαίδευσης, καινοτομίας και προώθησης της έρευνας.