Суперчутливі датчики і штучний інтелект. Дослідники розробили камеру, здатну відслідковувати невидимі частинки в тривимірному просторі.

Дослідники зі Швейцарії представили прототип детектора PLATON, який за допомогою спеціальної камери, надчутливих сенсорів і ШІ відстежує траєкторії майже невидимих частинок у тривимірному просторі. Це може спростити створення великих детекторів.

Науковці з ETH Zurich і EPFL розробили новий детектор елементарних частинок PLATON. На відміну від сучасних систем, які складаються з мільйонів дрібних елементів, нова технологія використовує суцільний блок матеріалу, що випромінює слабкі спалахи світла під час проходження заряджених частинок.

Коли частиця переміщується через цей матеріал, генеруються короткі імпульси світла. Унікальна світлопольова камера здатна фіксувати не лише інтенсивність випромінювання, а й напрямок його розповсюдження. Це дозволяє системі реконструювати траєкторію частички у тривимірному просторі.

Дослідники використовували нейронну мережу, побудовану на основі архітектури Transformer, для обробки зібраних даних. Ця архітектура, популярна у сучасних великих мовних моделях, в даному випадку не аналізує текстові інформації, а досліджує закономірності появи фотонів, щоб ідентифікувати місце, де частинка взаємодіє з детектором.

Перший зразок було випробувано в лабораторних умовах. Він продемонстрував здатність виявляти позиції електронів, навіть коли вдавалось зафіксувати лише обмежену кількість фотонів. Результати експериментів виявилися узгодженими з комп'ютерними симуляціями, що стало підтвердженням ефективності цієї технології.

За результатами моделювання, детектор розміром 10×10×10 сантиметрів може забезпечити просторову роздільну здатність менш як 1 міліметр. Якщо масштабувати систему до об'єму 1 кубічний метр, точність становитиме кілька міліметрів, що відповідає можливостям найкращих сучасних пластикових детекторів.

Дослідники вже працюють над удосконаленою версією PLATON. Вона матиме чутливіші сенсори, зможе точніше визначати час реєстрації кожного фотона та збирати більше світла, що має ще більше підвищити точність вимірювань.

Дослідники впевнені, що ця технологія знайде своє застосування не лише в галузі фізики елементарних частинок. Вони вже подали три заявки на патенти для використання PLATON у позитронно-емісійній томографії (ПЕТ), де нова система може забезпечити отримання більш чітких медичних зображень.