Radyasyona Dayanıklı, Hızlı ve Yüksek Çözünürlükte Parçacık Dedektörleri için Araştırma ve Geliştirme (ArGe) Çalışmaları


Tıraş E. (Yürütücü), Bat A., Şahin Tıraş K., Paran N., Koçak G., Yaşuk F.

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2022 - 2024

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Başlama Tarihi: Mart 2022
  • Bitiş Tarihi: Mart 2024

Proje Özeti

Erciyes Nötrino Araştırma Grubu (ENRG) olarak ABD’de Enerji Bakanlığı’nın (DOE) bünyesinde yer alan Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı, Fermilab’daki uluslararası ANNIE, NOvA ve DUNE nötrino deneylerine ve Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi’ndeki (CERN) CMS deneyine aktif katılımımız ve bilimsel desteğimiz devam etmektedir. Bunlarla birlikte ABD’de kurulması planlanan THEIA nötrino deneyinin de proje ekibi ile ArGe çalışmaları gerçekleştirmekteyiz.

Uluslararası işbirliklerimiz ile kazanmış olduğumuz tecrübe birlikte bu deneylerdeki amacımız Parçacık Fiziği, Yüksek Enerji Fiziği, Nötrino Fiziği ve Nükleer Fizik gibi alanlardaki çözülememiş temel problemlere çözüm aramak, ve bunu başarabilmek için yeni teknoloji ve deneylerin gelişimine katkıda bulunmaktır. ENRG araştırma grubumuz hem uluslararası deneylerin elektronik sistemlerinin kontrolünü sağlamakta, hem alınan veriler ile simülasyon ve analiz çalışmaları gerçekleştirmekte, hem de dedektör teknolojilerinin yenilenmesi ve güncellenmesi için ArGe çalışmaları yürütmektedir.

Bu bağlamda üniversitemiz tarafından ENRG grubuna yeni 3 adet laboratuvar tahsis edilmiş olup, bu laboratuvarların her biri yaklaşık 40 metrekaredir. Bunlar dedektör ArGe odası, uluslararası nötrino deneylerinin kontrol odası ve yazılım ofisinden oluşmaktadır ve dedektör ArGe odasının ileride genişletilme imkanları mevcuttur. Dedektör ArGe laboratuvarında yapmayı planladığımız çalışmalar; (1) radyasyona dayanıklı ve hızlı sintilatör çalışmaları yapmak ve özellikle PEN ve PET karışımı ucuz sintilatörler üretip karakterizasyon çalışmaları yapabilmek, (2) ABX3 kristal yapısına sahip olan Perovskit materyallerinin (MAPbBr3) cam ya da kuvarz (quartz) u¨zerine (4cm x 4cm, 5cm x 5cm) kaplanıp Perovskit kalorimetresi geliştirmek, (3) Gadolinium (Gd), Lityum (Li) ve Bor (Br) kaplı nötron algıçları ve dedektörleri geliştirmek, (4) reaktör nötrino çalışmaları için ~2.5 ton su bazlı sıvı sintilatör nötrino dedektörünün kurulumu ve kalibrasyon çalışmalarının yapılması, ve (5) üyesi olduğumuz Fermilab’daki ANNIE deneyinde ilk kez kullanılacak olan Geniş Alanlı Pikosaniye Foton-Dedektörleri (LAPPD) için ACDC kartlarının testleri ve geliştirilmesi gibi çalışmalardır. Kontrol odası ve yazılım ofislerinde de hem üyesi olduğumuz uluslararası deneylerin kontrolünün 7/24 yapılabilmesi ve hem de ArGe çalışmaları için yazılım geliştirip alınan verilerle Fizik veri analizleri yapılması hedeflenmektedir.