ТГУ участвует в эксперименте по проверке теории Большого взрыва в Дубне

Сотрудники лаборатории анализа данных физики высоких энергий Томского государственного университета приняли участие в X совещании международной коллаборации SPD (Spin Physics Detector) в Дубне. Здесь на базе Объединенного института ядерных исследований построен российский суперколлайдер NICA. На совещании обсуждался ход работ по подготовке к масштабному эксперименту SPD. Команда ТГУ представила результаты создания и тестирования экспериментального образца платы-концентратора уровня L2, при помощи которой большие массивы данных с детекторов суперколлайдера будут переводиться в формат, удобный для анализа.

– NICA – это крупный международный проект, в котором участвует 40 организаций из разных стран. У каждого есть своя роль. ТГУ вносит свой вклад в разработку части электроники, моделирования детекторов частиц и разработку новых суперэффективных методов анализа данных с использованием ИИ и машинного обучения, – рассказывает заместитель заведующего лабораторией анализа данных физики высоких энергий физического факультета ТГУ Ирина Шрайбер.

Главная задача эксперимента SPD – воссоздать при помощи сверхпроводящего коллайдера то состояние Вселенной, в которой она находилась сразу после Большого взрыва, а именно, кварк-глюонную плазму, исследовать свойства этой материи, динамику ее формирования и распада. Это позволит человечеству приблизиться к разгадке самой большой тайны – того, как возникла Вселенная, как взаимодействуют барионы – строительные блоки материи, из которой состоят звезды и планеты. Результаты эксперимента SPD помогут проверить теорию Большого взрыва. Либо, если она будет опровергнута, выйти на другие гипотезы возникновения Вселенной.

– На совещании в Дубне мы представили экспериментальный образец платы-концентратора L2. Его разработка осуществляется в рамках проекта ТГУ, поддержанного мегагрантом правительства РФ, – рассказывает научный сотрудник лаборатории анализа данных физики высоких энергий ФФ ТГУ, руководитель группы разработки электроники Владислав Борщ. – Плата – один из элементов системы сбора и передачи информации, который обеспечит обработку больших данных в экспериментах. Сейчас мы занимаемся доработкой экспериментального образца для соответствия требованиям коллаборации для интеграции в установку.

К началу экспериментов на коллайдере, запланированных на 2028 год, необходимо обеспечить готовность электроники и программного обеспечения – ключевых элементов для сбора, преобразования и передачи данных на сервер для последующего анализа.

Для выполнения этой работы используются программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС, FPGA). Эти чипы позволяют выполнять огромное количество операций параллельно, обеспечивая невероятную скорость обработки информации. Решением всех вышеперечисленных задач занимается команда лаборатории ФФ ТГУ: конструирует электронику, разрабатывает программное обеспечения для ПЛИС, занимается тестированием и верификацией разработки.

Напомним, что в марте 2025 года был дан старт первому сеансу ускорительного комплекса NICA, что стало результатом огромной работы, проделанной за последние 19 лет.

Для справки: X совещание международной коллаборации SPD (Spin Physics Detector) приурочено к 100-летию концепции спина частицы. Это открытие оказало революционное воздействие на понимание квантовой природы частиц и стало ключевым для дальнейшего развития квантовой механики, ядерной физики и таких явлений, как ядерный магнитный резонанс.