Participácia TUKE na experimente ALICE v CERN-e (HALÓ TU 4 - 2022/2023)

The Globe of Science and Innovation (doslova Glóbus vedy a inovácie) slúži ako návštevnícke centrum CERN-u. Foto: Ing. Slávka Jadlovská, PhD.

Slovensko si v júni 2023 pripomína 30. výročie členstva v rámci Európskej organizácie pre jadrový výskum (CERN), najvýznamnejšej medzinárodnej organizácie v oblasti výskumu štruktúry hmoty a zároveň laboratória pre základný a aplikovaný výskum v oblasti časticovej fyziky. Významnou súčasťou jeho infraštruktúry je od r. 2008 najvýkonnejší časticový urýchľovač na svete – Large Hadron Collider (LHC), na ktorom sa realizuje niekoľko experimentov založených na detektoroch elementárnych častíc (ATLAS, ALICE, CMS, LHCb). Oblasť záujmu slovenských vedcov v CERN-e zahŕňa fyzikálny výskum a návrh experimentov, ale aj výstavbu detektorov, vývoj softvéru, elektroniky a riadiacich systémov.

Experiment ALICE (A Large Ion Collider Experiment) je komplex detektorov na LHC zameraný na štúdium kvark-gluónovej plazmy vznikajúcej pri zrážkach ťažkých iónov, čo pomáha pochopiť priebeh vzniku vesmíru. Spolupráca viazaná na tento experiment (ALICE Collaboration) spája viac ako 170 členských inštitúcií z vyše 40 krajín vrátane SR, pričom k UK, UPJŠ a SAV sa pred vyše 10 rokmi pridala Technická univerzita v Košiciach, ktorá bola ku dňu 12. 10. 2012 prijatá za asociovaného člena kolaborácie. Team Leader za TUKE a vedúcim riešiteľského tímu tvoreného členmi výskumného Centra moderných metód riadenia a priemyselnej informatiky (CMMRaPI) na Katedre kybernetiky a umelej inteligencie FEI TUKE sa stal doc. Ing. Ján Jadlovský, CSc.

V nasledujúcom období prebehli prvé návštevy predstaviteľov experimentu ALICE v Košiciach, ako aj pracovné cesty riešiteľského tímu v CERN-e za účelom realizácie úloh zameraných na modernizáciu riadiaceho systému detektorov – DCS (Detector Control System) s dôrazom na optimalizáciu procesu výmeny dát medzi online a offline databázou. Dňa 13. 3. 2015 schválilo medzinárodné plénum kolaborácie ALICE prijatie Technickej univerzity v Košiciach za plného člena kolaborácie. Riešiteľský tím sa zapojil do riešenia výskumnej úlohy Upgrade of the ALICE Inner Tracking System zameranej na inováciu detektora ITS s dôrazom na vývoj pixelového detektora s požiadavkou registrácie a identifikácie častíc vznikajúcich pri zrážkach Pb-Pb pri energii 14 TeV na n-n pár.

Od roku 2016 sa riešiteľský tím podieľa na danom výskumnom zámere v rámci projektu „Experiment ALICE na LHC v CERN: Štúdium silno interagujúcej hmoty v extrémnych podmienkach“, a to v tesnej spolupráci s Ústavom experimentálnej fyziky SAV Košice a Prírodovedeckou fakultou UPJŠ v Košiciach, ktoré zastrešujú fyzikálnu časť projektu. Projekt bol riešený počas troch etáp, pričom 1. etapu tvorilo obdobie 2016 – 2020, 2. etapu rok 2021 a aktuálne prebieha riešenie 3. etapy (2022 – 2026). Výskumné aktivity kolektívu TUKE sú zamerané na riadenie pixelového detektora, vývoj Hybridného integrovaného obvodu určeného pre zber a spracovanie signálov z ALICE detektorov a vývoj programových modulov pre riadiacu komunikačnú infraštruktúru DCS.

Od začiatku asociovaného členstva TUKE v ALICE Collaboration po súčasnosť pracovalo v riešiteľskom tíme 15 študentov doktorandského štúdia, 9 študentov bakalárskeho a inžinierskeho štúdia, 1 odborný asistent (Ing. Slávka Jadlovská, PhD., ako Deputy Team Leader) a 2 docenti. Členovia tímu sa zúčastnili takmer 30 pracovných ciest v CERN-e trvajúcich niekoľko dní až mesiacov a zároveň vybudovali modelové vývojové pracovisko na TUKE v Laboratóriu experimentu ALICE na LHC v CERN-e. Dosiahnuté výsledky sa priamo premietli do realizovaných a obhájených záverečných prác vrátane dizertačných, 5 príspevkov v časopisoch (z toho 3 karentované) a 4 príspevkov na zahraničných konferenciách (CHEP a ICALEPCS). Medzi multiautorskými publikáciami realizovanými kolaboráciou ALICE je viac ako 150 karentovaných publikácií v spoluautorstve s niektorými členmi tímu. Aktivity kolektívu TUKE v CERN-e a dosiahnuté výsledky boli prezentované medzinárodným návštevám vrátane J. E. veľvyslanca Švajčiarska na Slovensku, ako aj na popularizačných akciách pre verejnosť ako „Okná CERN-u dokorán“.

Medzinárodná konferencia v rámci členstva TUKE v HEPTech. Foto: archív HEPTech

Popri participácii na výskumných úlohách v CERN-e bola TUKE v júni 2015 prijatá za člena organizácie pre podporu transferu technológií – HEPTech (High-Energy Physics Technology Transfer Network Board). Najvýznamnejšou aktivitou v rámci členstva TUKE v organizácii HEPTech bolo úspešné spoluorganizovanie medzinárodnej konferencie Academia-Industry Matching Event on the Mutual Impact of Industry 4.0 and High-Energy Physics v dňoch 15. 3. – 16. 3. 2018 v Starom Smokovci, ktorá prispela k prepojeniu podnikateľskej sféry s výskumníkmi a expertmi z danej oblasti.
 

Konferencia prispela k prepojeniu podnikateľskej sféry s výskumníkmi. Foto: archív HEPTech

Autor: Ing. Slávka Jadlovská, PhD.