Astrocent — Centrum Technologiczne Astrofizyki Cząstek

Jak zobaczyć niewidzialne? Nowe technologie detekcji w projekcie MAB

Zjawiska takie jak ciemna materia, neutrina czy fale grawitacyjne pozostają jednymi z najtrudniejszych wyzwań współczesnej fizyki eksperymentalnej, ponieważ wymagają niezwykle czułych narzędzi pomiarowych. Projekt  MAB Astrocent koncentruje się na opracowaniu wysoko skalowalnych, wielokanałowych systemów detekcji zdolnych do rejestrowania bardzo słabych sygnałów fizycznych. Choć główną inspiracją rozwoju tego rodzaju technologii są badania nad fundamentalnymi własnościami Wszechświata oraz zwiększenie możliwości obserwacyjnych współczesnej fizyki, w projekcie MAB Astrocent zostaną one zaadoptowane do zastosowań pozanaukowych.

Zespół Astrocent chce przekroczyć ograniczenia obecnych rozwiązań, zwiększając czułość detektorów (np. na światło, jonizację – czyli powstawanie ładunków elektrycznych w materiale, dźwięk, drgania czy fale sejsmiczne) oraz ich skalę. „Skala” oznacza tu m.in. większą czułą powierzchnię lub objętość, większą liczbę i różnorodność kanałów pomiarowych, a także możliwość prowadzenia koherentnych pomiarów – spójnych i porównywalnych w czasie i przestrzeni – na dużym obszarze. Impulsem do tych prac jest doświadczalna astrofizyka cząstek, która potrzebuje ultraczułych, a przy tym ekonomicznych, niezawodnych i rozproszonych układów czujników. Muszą one działać długo i stabilnie w odległych, ekstremalnych warunkach: głęboko pod ziemią, na dnie morskim, w dużych detektorach kriogenicznych (pracujących w bardzo niskich temperaturach) lub w kosmosie.

Rezultaty projektu MAB Astrocent mogą znaleźć zastosowanie nie tylko w fizyce fundamentalnej, lecz także w medycynie, systemach bezpieczeństwa, monitoringu środowiska, energetyce odnawialnej czy sejsmologii. Projekt MAB Astrocent zakłada rozwój technologii o potencjale komercjalizacyjnym, które mogą wspierać systemy wczesnego ostrzegania przed zagrożeniami naturalnymi, poszukiwanie zasobów naturalnych oraz rozwój nowoczesnych technologii diagnostycznych.

Biogram Głównego Wykonawcy
dr hab. Marcin Kuźniak, profesor Centrum Astronomicznego im. M. Kopernika PAN. Doświadczalny (astro)fizyk cząstek i fizyk jądrowy. Magisterium i doktorat, oparty o 3-letnie badania w Instytucie Paula Scherrera (Szwajcaria), obronił na Uniwersytecie Jagiellońskim. W latach 2009-2019 na Queen's University (Kingston) i Carleton University (Ottawa) pracował nad poszukiwaniem ciemnej materii; prowadził kluczowe prace B+R oraz kierował analizą danych ukoronowaną publikacją pierwszych wyników eksperymentu DEAP-3600. Od 2019 kieruje grupą badawczą w Astrocent. Odpowiada za autorski system zbierania światła i testy fotodetektorów dla veta detektora DarkSide-20k, budowanego we Włoszech. Autor ponad 100 publikacji, kierownik szeregu grantów, członek komitetu naukowego konferencji LIDINE, członek współprac GADMC (DEAP, DarkSide, Argo) i DRD2.