Tuleb välja et kõrge energia füüsika on paljuski nagu elu – kõik oleneb ajastusest.
Et identifitseerida väikesed subatomaarsed osakesed, mis tekivad aatomeid kokku põrgatavates eksperimentides maa all asuvates laboratooriumites, nagu näiteks Šveitsis asuvas Suures Hadronite Põrgutis, on teadlastel vaja detektoreid, mille refleksid oleksid sekundi murdosa kiirused, kirjutab Physorg.com.
Argonne'i materjaliteadlane Anil Mane uurimas mikrokanalitega plaati
Soov osakesi üksteisest eristada on olnud motivatsiooniks suurtele arengutele protsessis, milles teadlased ja insenerid USA Argonne’i Riiklikus Laboratooriumis valmistavad suure pindalaga mikrokanal-plaate. Sellised seadmed on võtm
ekomponendiks, kui me soovime parandada osakeste detekteerimisele kuluvat aega. Teadlaste uus avastus pälvis 2012. aasta R&D auhinna.
Enamik osakeste detekteerimise väljakutseid tulenevad osakeste poolt kiiratud signaalide eristamisest teiste läheduses aset leidvate põrgete ja sündmuste taustmürast. Detektsiooniresolutsiooni suurendamine nii ajalises kui ka ruumilises skaalas veenab teadlasi nende järelduste õigsuses.
,,Hetkel on meie detektorid piiratud paarisaja pikosekundi vahemikus,” lausus Argonne’i füüsik Robert Wagner. ,,Kui me suudaksime liikuda ühe pikosekundi vahemikku, saaksime me toimuvast palju selgema pildi.”
Wagneri sõnul on mikrokanal-plaat (microchannel plate ehk MCP) elektronvõimendi, mis põhimõtteliselt muundab plaadi ühel küljel olevat poori tabanud elektroni plaadi teiselt küljelt ilmuvaks elektronide kogumiks. ,,Õige ajastuse korral saame parandada ühe osakese tabamuse asukoha määramise täpsust paari sentimeetri raadiuselt kuni paari millimeetrini,” lausus ta.
Kuigi mikrokanal-detektorite aluseks olev tehnoloogia on eksisteerinud juba mitukümmend aastat, otsivad teadlased pidevalt uusi viise, kuidas valmistada suuremaid ja odavamaid plaate. ,,Meie peamiseks probleemiks on kulukus,” ütles Wagner.
Argonne’i tööstuslik partner Incom töötas välja odava meetodi tootmaks suuri miljonite mikroskoopiliste pooridega klaasplaate. Need klaasi kapillaarvõrgustikud omavad MCP jaoks vajalikku poorset struktuuri, kuid neil puuduvad õiged elektrilised omadused. Õnneks töötasid Argonne’i teadlased, keda juhib keemik Jeff Elam, välja katmisprotsessi, mille abil muuta klaasist kapillaarvõrgustik töötavaks MCP-ks. See meetod, mida tuntakse aatomkihtsadestuse nime all, sadestab poorse klaasi sisepindadele õhukesed juhtivad kiled.
,,Aatomkihtsadestuse ühendamisel klaasi kapillaarvõrgustikuga saame me valmistada rekordilise suurusega mikrokanal-plaate vaid murdosa varasema summa eest,” sõnas Elam.
Wagneri sõnul saab seda tehnoloogiat rakendada ka väljaspool kõrge energia füüsikat, alatest meditsiinilisest pilditehnoloogiast ja lõpetades turvaseadmetega.