Сотрудники Объединенного института ядерных исследований принимают участие в эксперименте ATLAS начиная с 1992 года. Основными направлениями деятельности является проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по разработке и массовому производству детектирующих модулей установки ATLAS, а также участие в разработке физической программы исследований и программного обеспечения эксперимента.

Согласно взятым на себя обязательствам в составе сотрудничества ATLAS, группы ученых ОИЯИ принимали участие в производстве и в настоящее время проводят проверку и монтаж координатных детекторов мюонного спектрометра ATLAS (МДТ-камер), адронного Tile-калориметра, детекторов переходного излучения в составе внутреннего трекера ATLAS, а также жидкоаргонового калориметра (25 модулей которого произведены и собраны в Дубне).

Участие в подготовке физической программы включает в себя работы в области поиска бозона Хиггса, исследования свойств топ-кварка, поиска суперсимметричных и экзотических частиц, и многое другое. Дважды в год в Дубне проводятся Рабочие совещания по физической программе ATLAS.

Участие в разработке программного обеспечения ATLAS состоит в разработке алгоритмов калибровки и восстановления сигнала адронного калориметра, разработке геометрической модели и уточнении геометрического описания мюонного спектрометра, а также в работах по подготовке и проведению моделирования методом Монте-Карло ифизического анализа данных в рамках подготовки физической программы. Сотрудники ОИЯИ также участвуют в создании программы мониторинга детектора в режиме реального времени. Кроме того, ОИЯИ принимает активное участие в развитии и отладке вычислительной системы Grid, и является участником российского объединенного Tier-2.

В 2006 году ожидается Более подробную информацию можно найти на веб-странице группы ОИЯИ в эксперименте ATLAS http://atlasinfo.jinr.ru

Разработка и производство координатных детекторов мюонной системы ATLAS.

Впервые предложение о преимуществах использования дрейфовых трубок с повышенным давлением рабочего газа в качестве основного детектора мюонной системы установки ATLAS, было выдвинуто и экспериментально подтверждено дубненской группой. В результате проведенного научного тендера, из трёх возможных вариантов, рассматриваемых коллаборацией, было выбрано предложение группы ОИЯИ.

Согласно этому предложению отдельный детектор изготавливается из тонкостенной алюминиевой трубки относительно небольшого размера (диаметр 3см, толщина стенки 0.4 мм, длина до 6 метров). Из отдельных детекторов собирается (склеивается) мюонная камера. Для корректировки механических деформаций, неизбежных в такой крупномасштабной системе, каждая камера снабжается оптоэлектронной системой измерения деформаций (RASNIK).

Для сборки всех МДТ-камер мюонной системы необходимо собрать и тщательно проверить (замена отдельной трубки внутри мюонной камеры в ходе дальнейшей эксплуатации в течении не менее 7 лет будет невозможна) около 400000 отдельных дрейфовых трубок. В соответствии с распределением ответственности внутри коллаборации ATLAS, группа ОИЯИ является крупнейшим производителем дрейфовых трубок. В период с 2001 по 2004 годы в ОИЯИ должно было быть собрано и испытано около 65000 дрейфовых трубок и изготовлено 84 дрейфовых камеры. Для выполнения этой задачи в Лаборатории ядерных проблем была создана автоматизированная линия для сборки и испытания дрейфовых трубок и МДТ-камер. Начальная часть линии, предназначенная для сборки и проверки отдельных дрейфовых трубок, создавалась в тесной кооперации с группами Физического института Макса Планка и Университета LMU (Мюнхен, Германия). Надежность работы мюонных камер может быть обеспечена только при использовании многоступенчатой системы контроля качества на всех этапах изготовления камер. С этой целью были разработаны и изготовлены следующие приборы и стенды:

В течение 1997-2000 гг. в ЛЯП ОИЯИ создана современная линия по сборке высокоточных дрейфовых камер для мюонной системы установки ATLAS, удовлетворяющая всем предъявляемым требованиям. Сооружение линии происходило «с нуля» в помещении, где ранее располагались базовые ЭВМ вычислительного комплекса ОИЯИ.
Было разработано и создано:

  • чистое производственное помещение с полуавтоматом для сборки дрейфовых трубок;

  • развернутая система контроля сборки детекторов ипроверки их качества (комплекс тестовых стендов);

  • производственное помещение для сборки МДТ-камер, сустановленной в нем системой климатизации;
  • высокоточный гранитный стол с набором прецизионных шаблонов и специального оборудования для сборки МДТ-камер (включая оптоэлектронную систему измерения деформаций);
  • автоматизированная система сбора информации и формирования базы данных, объединенная в локальную компьютерную сеть.

Линия начала работу весной 2000 года. Сборка и проверка всех 84 мюонных камер успешно завершена в 2004г. Камеры доставлены в ЦЕРН, проведена проверка и в настоящее время заканчивается их монтаж в составе установки ATLAS.

Разработка и производство детекторов переходного излучения для внутреннего трекера ATLAS

Работы в данном направлении ведутся в Лаборатории физики частиц ОИЯИ с 1993 года.

В результате участия в исследовании и разработке детектора переходного излучения – трекера для внутреннего детектора ATLAS, а также сборочного технологического оборудования, технологии его сборки и методики тестовых исследований было создание, исследование и установка на канале системы строу детекторов типа "B" VD ATLAS.

Основные этапы этих работ:

  • создание совместно с МИФИ и исследование на пучке системы модулей прототипа детектора End-cap TRT на основе тонкостенных дрейфовых трубок («строу»).
  • создание полномасштабного прототипа и проведение термометрических исследований для выработки требований к системе охлаждения детектора в условиях высокой светимости.
  • исследование на нейтронном пучке реактора ОИЯИ радиационной стойкости конструкционных материалов и модулей детектора.
  • разработка, изготовление ряда элементов для модулей Еnd-cap и Barrel детекторов. Сборка и тестирование 17-ти восьмислойных колес типа «В» , содержащих 104 448 трубок.
  • разработка технологии и создание кабельной системы считывания информации для 350 000 каналов электроники TRT.
В настоящее время выполняются работы по интеграции TRT в состав установки ATLAS в ЦЕРН.

Разработка и производство модулей адронного калориметра ATLAS

Начало работ в ОИЯИ по адронному калориметру ATLAS отсчитывается с 23.02.94, когда была достигнута договоренность об изготовлении в ОИЯИ 120 мастерных и более 500 спейсерных высокоточных, стальных пластин ядерных абсорберов для прототипа метрового субмодуля.

Адронный калориметр - одна изважнейших частей установки АТЛАС; он имеетсотовую структуру: сцинтиллирующие пластины (тайлы) вставлены в стальной поглотитель и считываются спектросмещающими оптическими волокнами. Тайлы расположены в плоскости, перпендикулярной направлению сталкивающихся пучков. Калориметр состоит из трёх секций: центральной (barrel1) и двух дополнительных (extended barrels); каждая из этих секций собрана из 64 модулей клиновидной формы. Длина и вес модуля в основной (баррельной) части калориметра, изготовление которых являлось одним из основных обязательств ОИЯИ, равны, соответственно, 5,6м и 20т.

Модуль строился из субмодулей, установленных с требуемой относительной линейной – 600 мкм и угловой 0,15мм/1,6м - точностью на общем основании - прямой мощной балки. Достижение подобной точности (при том, что один модуль содержит 19 субмодулей, каждый весом около 1т) стало возможным благодаря разработке и внедрению в ОИЯИ уникального метода лазерного контроля. Кроме достижения нужной точности данный метод позволил наладить высокий темп производства - два модуля в месяц. Поддержание данного темпа гарантировало выполнение международного обязательства ОИЯИ в срок:3 июля 2002 года последний, 65-й модуль адронного калориметра был доставлен в ЦЕРН.

Субмодули для модулей центральной части адронного тайл-калориметра собирались в разных странах и институтах (Протвино, Дубна – Россия, Прага – Чехия, Пиза – Италия), а затем доставлялись в Дубну для окончательной сборки в модули. Собранные в Дубне модули на автотранспорте переправлялись в ЦЕРН для сборки на месте в адронный калориметр.