Швейцарські науковці з ETH Zurich і EPFL розробили новий детектор елементарних частинок PLATON, який здатен відстежувати їх траєкторії у тривимірному просторі. Про це повідомляє видання ScienceDaily.
На відміну від сучасних систем, що складаються з мільйонів дрібних елементів, PLATON використовує суцільний блок матеріалу, який випромінює слабкі світлові спалахи під час проходження заряджених частинок. Коли частинка проходить крізь матеріал, виникають короткі світлові сигнали, які спеціальна світлопольова камера фіксує, визначаючи не лише яскравість, а й напрямок поширення світла. Це дозволяє відновити траєкторію частинки у 3D.
Для обробки даних дослідники застосували нейромережу на основі архітектури Transformer, що використовується в сучасних великих мовних моделях. У цьому випадку вона аналізує закономірності появи фотонів, щоб точно визначити місце взаємодії частинки з детектором.
Перший прототип PLATON протестували в лабораторії. Він зміг визначати положення електронів навіть при реєстрації лише кількох фотонів. Результати експериментів збіглися з комп’ютерними моделями, що підтвердило працездатність технології.
За даними моделювання, детектор розміром 10×10×10 сантиметрів забезпечує просторову роздільну здатність менш як 1 міліметр. При масштабуванні системи до об’єму 1 кубічний метр точність становитиме кілька міліметрів, що відповідає можливостям найкращих сучасних пластикових детекторів.
Наразі науковці працюють над удосконаленою версією PLATON із чутливішими сенсорами, які зможуть точніше визначати час реєстрації кожного фотона та збирати більше світла. Це має підвищити точність вимірювань.
Вчені вважають, що технологія знайде застосування не лише у фізиці елементарних частинок. Вони вже подали три патентні заявки на використання PLATON у позитронно-емісійній томографії (ПЕТ), де нова система потенційно дозволить отримувати чіткіші медичні зображення.