Ahogy arról már korábban is írtam, az ELI-NP-nél 2017-től induló kutatásainkhoz jelenleg két detektorrendszert is fejlesztünk. A fejlesztés első lépése a tervezés, ami során "papíron" kialakítjuk az elképzeléseinknek, követelményeknek megfelelő rendszert eldöntve a méretezést, a geometriai elrendezést illetve a felhasználandó anyagokat. A tervezés során természetesen figyelembe kell venni az anyagi lehetőségeket és azt is, hogy rendszer illetve annak szerkezeti elemei technológiailag minél egyszerűbben, minél egyszerűbb eszközökkel, akár intézményünk saját műhelyeiben is megvalósítható legyen.
A tervezés egyik első fontos lépése az is, hogy megbecseljük, a detektor mekkora és milyen válaszjelet ad majd a vizsgálandó jelenségre, folyamatra adott körülmények között, és hogy milyen zavaró hatásokkal kell számolnunk. Ezek becslésére számítógépes szimulációkat végzünk egy, a CERN-ben fejlesztett szoftverkörnyezet segítségével (GEANT4).
Az általunk fejlesztett Bragg ionizációs kamra esetében különösen fontos a fenti szimuláció elvégzése. Ehhez persze minél jobban ismerünk kell a kísérletek során előálló fizikai körülményeket: például a bejövő foton nyalábból a szerezeti elemeken szóródó fotonok számát, és magának a nyalábnak az időbeli szerkezetét. Az ELI-NP esetében a nyaláb ún. időszerkezete jelentős technikai kihívás elé állít minket, ez szimulációkból is egyértelműen látszik. A fotonok ugyanis "csomagokban" jönnek majd: másodpercenként 100 nagy csomag melyek egyenként 32 db kis foton csomagra van osztva. A kis csomag időbeli hossza 1-2 pico (!!) szekundum, melyen belül 105 darab foton érkezik majd... A probléma nyilvánvaló: különböző, egymástól független, fotonok által keltett reakcióból származó detektorjelek egymásra ülnek, a detektorunk időfelbontása nem elég jó az elkülönítéshez. Ez egy jelhátteret fog okozni a detektorban, amit minimalizálnunk kell.
Szimulácóink szerint elérhető, hogy a hasznos detektorjel csupán 1%-a legyen a háttéreseményekből származó jel amplitúdója, ehhez azonban a detektorkamra oldalfalán belépő és kilépő ablakot kell kialakítani a nyaláb számára, melyet egy rendkívül vékony Kapton fóliával tervezünk lezárni. (Ez detektor töltőgázának a detektortérben történő tartásához kell.)
Szimulácóink szerint elérhető, hogy a hasznos detektorjel csupán 1%-a legyen a háttéreseményekből származó jel amplitúdója, ehhez azonban a detektorkamra oldalfalán belépő és kilépő ablakot kell kialakítani a nyaláb számára, melyet egy rendkívül vékony Kapton fóliával tervezünk lezárni. (Ez detektor töltőgázának a detektortérben történő tartásához kell.)
