Физики из ETH Zurich и EPFL создали детектор PLATON. Вместо тысяч сегментов он использует одну камеру светового поля с чувствительным сенсором.
Для объёма 10×10×10 см разрешение трека частиц составит менее 1 мм. При масштабе 1 м³ точность несколько мм — на уровне лучших аналогов, но система намного проще и дешевле.
Обработку изображений выполняет нейросеть на архитектуре Transformer. Она отделяет полезные сигналы от шума сцинтилляционных фотонов.
Одна камера PLATON заменяет тысячи сенсоров при равном или лучшем разрешении. Это ускорит поиск нейтрино и тёмной материи.
Уже поданы три патента на применение технологии в ПЭТ. Команда ожидает субмиллиметрового разрешения для объёмов свыше 1 м³ — и для физики, и для медицины.
Обычные детекторы нейтрино — огромные объёмы сверхчистой жидкости, пронизанные тысячами фотоумножителей. Нейтрино не имеют заряда и почти невесомы, поэтому их ловят косвенно.
Такие установки есть в водах Байкала, во льдах Антарктики и на дне Средиземного моря. Все они разбиты на сектора с десятками тысяч датчиков.
Лабораторные детекторы компактнее, но тоже используют секторную структуру с волоконной оптикой. Она включает десятки тысяч оптических каналов для отслеживания траекторий частиц.
PLATON использует матрицу микролинз — камеру светового поля. Она фиксирует не только интенсивность, но и направление света от заряженных частиц в сцинтилляторе.
В комбинации с датчиками одиночных фотонов (наносекундная точность) метод восстанавливает 3D-траектории без физической сегментации. Испытания на стронции-90 подтвердили эффективность.