CERN開發(fā)用于中微子探測器的3D打印塑料閃爍體

2020-06-24 13:11:17    來源:新經(jīng)網(wǎng)    作者:馮思韻

中微子可能是我們周圍最難以捉摸但最普遍的粒子之一。歐洲核子研究組織(CERN)的研究人員已投入大量資金通過T2K實(shí)驗(yàn)來檢測這些可怕的粒子,該實(shí)驗(yàn)是日本領(lǐng)先的中微子振蕩實(shí)驗(yàn)。

但是,科學(xué)家們正在尋求對實(shí)驗(yàn)探測器進(jìn)行升級,以產(chǎn)生更精確的結(jié)果。在這種中微子振蕩實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用塑料閃爍體,在那里它們重構(gòu)了中微子相互作用的最終狀態(tài)。升級后的探測器需要兩噸重的聚苯乙烯基塑料閃爍體探測器,該探測器分為1 cm ^ 3的立方體。這些小立方體可產(chǎn)生精確的結(jié)果,但需要更精細(xì)的粒度,最終使檢測器組件更難。

考慮到這種折衷,CERN EP-Neutrino集團(tuán)與烏克蘭國家科學(xué)院的閃爍材料研究所(ISMA)合作開發(fā)了一種涉及增材制造的新型塑料閃爍體生產(chǎn)技術(shù)。除了行話,解決方案還包括3D打印單個巨大的閃爍體塊,其中包含許多光學(xué)獨(dú)立的立方體。

這樣就消除了組裝單個立方體的問題,因此可以以任何尺寸生產(chǎn),包括小于1 cm ^ 3的任何尺寸,并且相對較快地生產(chǎn)(大約20 x 20 x 20 cm ^ 3的體積可以在大約1立方厘米的時間內(nèi)生產(chǎn))。天)。

到目前為止,對3D打印立方體的初步測試運(yùn)行已顯示出令人鼓舞的結(jié)果,并證明了概念證明。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn),用熔融沉積模型3D打印的聚苯乙烯基閃爍體的閃爍光產(chǎn)量可與傳統(tǒng)閃爍體相媲美。

但是,CERN指出,要完全采用這些3D打印的閃爍體,需要對3D打印機(jī)的配置進(jìn)行微調(diào),并進(jìn)一步優(yōu)化閃爍體的參數(shù),然后才能開發(fā)出用于光學(xué)隔離立方體的光反射器材料。盡管如此,該團(tuán)隊指出該技術(shù)值得探索。這是由于以下事實(shí):3D打印的塑料閃爍體不僅堅固耐用且具有成本效益,而且其潛在應(yīng)用范圍已超出高能物理領(lǐng)域,延伸到經(jīng)常使用粒子檢測器的癌癥治療等領(lǐng)域。

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