С 2018 года ученые европейской организации по ядерным исследованиям ЦЕРН изучают свободное падение антиводорода в гравитационном поле Земли в рамках эксперимента по антиматерии (Aegis). Для этого необходим детектор с высоким пространственным разрешением (размером пикселя) — это параметр, который связан с размером пикселя, то есть областью на поверхности Земли, которая покрывается одним пикселем.

Детектор антиматерии, разработанный в Мюнхенском техническом университете, состоит из 60 датчиков камеры мобильного телефона

Группа под руководством исследователей из Мюнхенского технического университета разработала такую систему. Для этого они использовали оптические датчики 60 камер смартфонов и построили оптический детектор фотонов и антиматерии (Ophanim).

«Это самое большое количество пикселей, используемых в техническом устройстве в мире: 3840 мегапикселей», — говорит Франческо Гватиери, возглавлявший соответствующее исследование. 

Исследование опубликовано в журнале Science Advances. Однако разработка оказалась не такой простой, как кажется. 

«Нам пришлось удалить первые слои датчиков, разработанных для сложной интегрированной электроники мобильных телефонов», — поясняет Гватиери.

Для этого требовались «сложные электронные конструкции и микротехнологии». Но результат впечатляет. Детектор может обнаруживать так называемые аннигиляции антипротонов с точностью почти 0,6 микрометра.
Это представляет собой 35-кратное улучшение по сравнению с предыдущими методами и позволяет проводить измерения с ранее «недостижимым разрешением в реальном времени». По данным Мюнхенского технического университета, использовавшиеся ранее фотопластинки обеспечивали высокую точность, но не позволяли проводить измерения в режиме реального времени.

«Мы объединяем высокое разрешение на уровне фотопластинки, диагностику в реальном времени, самокалибровку и хороший телесный угол для обнаружения частиц в одном устройстве», — говорит Гватиери.

Детектор Ophanim уже был испытан на антипротонах и теперь будет применен непосредственно к антиводороду (аналог водорода, состоящий из антивещества). Эта технология является «новаторской» для наблюдения за крошечными сдвигами в горизонтально движущейся струе антиводорода, вызванными гравитацией. Однако он может найти более широкое применение в других экспериментах или для разработки трекеров высокого разрешения.