Группа инженеров НИТУ «МИСиС» начала разработку конструкции самой массивной части новой экспериментальной установки SHiP (Search for Hidden Particles) — камеры распадного объема (decay vessel) в Европейском центре ядерных исследований (CERN, Женева). Цель нового эксперимента SHiP — найти объяснение явлениям, которые не описывает Стандартная Модель физики элементарных частиц: существование темной материи и отсутствие антивещества во Вселенной.
В Европейском центре ядерных исследований (CERN, Женева) идет подготовка нового эксперимента — SHiP (Search for Hidden Particles, с англ. «поиск скрытых частиц»). Цель нового эксперимента заключается в поиске трех возможных фундаментальных частиц — тяжелых нейтральных лептонов (Heavy Neutral Leptons, HNL), называемых также майорановскими нейтрино. Введение этих частиц в Стандартную Модель физики элементарных частиц позволит описать существование темной материи, а также отсутствие антиматерии во Вселенной.
Задача инженеров НИТУ «МИСиС» — создать и рассчитать оптимальную модель камеры распадного объема. Кроме того, им необходимо будет проработать несколько вариантов исполнения камеры распада, отличающихся как конструкцией, так и материалами, и величиной давления внутри камеры.
По словам ректора НИТУ «МИСиС» Алевтины Черниковой, «над новой экспериментальной установкой работает международная команда, включающая 41 научную организацию из 16 стран мира. НИТУ „МИСиС“ присоединился к проекту SHiP в 2015 году в качестве эксперта по сверхпроводящим магнитам и различным видам сплавов и сталей, применяемых в строительстве системы SHiP, а также как один из основных участников проектирования и реализации инженерной части проекта».
Камера распадного объема представляет собой коническую трубу с внутренней и внешней обшивками. Конструкция оболочки камеры состоит из нескольких сотен ячеек, каждая из которых имеет 6 внутренних поверхностей. Инженеры НИТУ «МИСиС» совместно с компанией «Карфидов Лаб» провели последовательную серию расчетов и моделирования конструкции и условий нагрузки, по результатам которой были выбраны определенная марка стали и алюминиевого сплава в качестве материала, а также оптимальные размеры и геометрия элементов конструкции экспериментальной установки.
«В проектируемой распадной камере будут происходить главные „события“ эксперимента, которые нужно будет отследить — потенциальное возникновение новых частиц. Камера представляет собой весьма массивный объект — длиной 45 метров и высотой 10 метров в максимальном сечении, — сообщил руководитель рабочей группы НИТУ „МИСиС“ Сергей Албул. — Специфика эксперимента SHiP накладывает целый ряд критериев и ограничений. Основная сложность состоит в том, что наряду с обеспечением достаточной прочности, жесткости и виброустойчивости такой ответственной конструкции необходимо максимально минимизировать количество материала камеры для снижения возмущений при регистрации возникающих частиц, учитывая, безусловно, и стоимость материала».
В настоящий момент рабочая группа прорабатывает альтернативные варианты конструкции, и готовится приступить к вибрационному анализу установки и детальной проработке компоновки вспомогательного оборудования.
Техническое предложение по проекту SHiP CERN было представлено к защите в январе 2016 года, в данный момент идет стадия разработки технического проекта, она рассчитана до 2019 года. Фактический запуск агрегата и начало сбора статистических данных создатели планируют к 2022 году.
