Важнейшие результаты 2002 года

Экспериментальная физика Теоретическая физика Ускорительная физика Научно-организационная деятельность Рисунки

Экспериментальная физика

В 2002 году ГНЦ ИФВЭ выполнял программу фундаментальных исследований на крупнейшем в России ускорителе протонов У-70 и на зарубежных коллайдерах по приоритетным направлениям физики высоких энергий: спектроскопия мезонов, исследование редких распадов К-мезонов и поиск нарушения зарядово-пространственной симметрии (СР-нарушение), исследование поляризационных эффектов, нейтринные эксперименты, поиск осцилляций нейтрино, исследование космических мюонов и широких атмосферных ливней (ШАЛ). Получены следующие важнейшие результаты фундаментальных исследований: достигнута наилучшая в мире точность, имеющая принципиальное значение для анализа проблемы нарушения СР-симметрии. Руководитель - член-корреспондент РАН С.П.Денисов. В эксперименте на установке ИСТРА+ (ИФВЭ-ИЯИ РАН-ОИЯИ): проведен поиск распада К⁺→π⁺π⁰P, где P - псевдоскалярное голдстино.
В работе акад. В.А.Рубакова и Д.С.Горбунова Phys.Rev.D64(2002) предсказывается возможность существования такого распада на уровне Br ~ 10^-4. Результаты поиска представлены на рис.1. Полученное ограничение находится на уровне Br < 5x10^-6 -2x10^-5 и на порядок лучше результата, полученного ранее в БНЛ (США). Этот результат важен для проверки предсказаний суперсимметричных моделей. Руководитель - член-корреспондент РАН В.Ф.Образцов. В эксперименте на установке ВЕС по результатам парциально-волнового анализа реакции π⁺A → π⁺π^-π^-A в диапазоне |t¹| = 0.03 -1.0 GeV²/c² надежно установлено существование резонанса a₄(2040) с J^PC =4⁺⁺ и модами распада a₄(2040) → ρ (770)π и a₄(2040) → f2(1270)π. Данный резонанс в системе π⁺π^-π^- наблюдается впервые. Результаты представлены на рис.2. Пик при M = 1.3 GeV/c² - результат утечки из a2(1320). Предварительные оценки параметров a4(2040) следующие: M = 1970 ±10 MeV/c²G = 280 ± 30 MeV/c²Br(a₄(2040) → f₂(1270) π) / Br(a₄(2040) → ρ(770) π) =
=0.33 ±.0.3(stat) ±0.03(syst)Руководитель - профессор А.М.Зайцев. Проведен первый сеанс набора данных в эксперименте по исследованию образования очарованных частиц на ядрах протонами с энергией 70 ГэВ на установке СВД (Сотрудничество ИФВЭ-НИИЯФ МГУ-ОИЯИ). В сеансе зарегистрировано более 1 млн. событий. Начат анализ полученных данных. Одним из основных элементов установки является прецизионный вершинный детектор с активной мишенью. В состав вершинного детектора входят 16 плоскостей полупроводниковых микростриповых кремнивых детекторов с ~ 9000 каналами аналогового считывания и координатной точностью 15 и 30 микрон. Это самая большая, работающая в России, система микростриповых детекторов, изготовленная на российских предприятиях в последние годы. Точность восстановления вершины взаимодействия в активной мишени представлена на Рис.3. Руководитель - профессор П.Ф.Ермолов. В совместном эксперименте SELEX-E781 на гиперонном пучке FNAL: обнаружен кандидат в новое состояние адронной материи - дважды очарованный барион Ξ⁺_cc, распадающийся по каналу Λ⁺_cK^-p⁺. Наблюдается избыток в 15.9 событий при ожидаемом уровне фона 6.1± 0.5 события, что соответствует статистической значимости 6.3 стандартных отклонений (Рис.4). Руководитель - профессор Л.Г.Ландсберг. В совместном эксперименте DELPHI на электрон-позитронном коллайдере LEP Европейской организации ядерных исследований (CERN): выполнен анализ данных, набранных в период 1998-2000 г.г., в результате которого выделен процесс инклюзивного образования J/Ψ частицы в γγ - соударениях (см.Рис.5). Этот процесс наблюдается впервые. Измерено инклюзивное сечение процесса: s(J/Ψ)= 45.3 ± 18.8 пб. (–s — 200 ГэВ)Руководитель - член-корреспондент РАН В.Ф.Образцов. В эксперименте на модернизированной установке D0 на протон-антипротонном коллайдере FNAL (США) (сотрудничество ИФВЭ-МГУ-ОИЯИ-ИТЭФ): ведется второй сеанс набора данных. Для модернизации установки ИФВЭ изготовил 5000 триггерных сцинтилляционных счетчиков. Все счетчики работают стабильно. В сеансе № 2 достигнута рекордная светимость 3,6×10³¹см^-2сек^-1.Руководитель - член-корреспондент РАН С.П.Денисов. Эксперимент PHENIX на RHIC: Продолжен анализ данных по столкновениям ядер Au + Au при энергиях 130 и 200 ГэВ на нуклонную пару, полученных в сеансах 2000 г. и 2002 г. В широком диапазоне поперечных импульсов получены выходы и спектры нейтральных пионов для событий разных классов центральности. Обнаружено, что в центральных столкновениях множественность пионов, расчитанная на одно нуклон-нуклонное столкновение, ниже, чем в периферических. Объяснение обнаруженного явления состоит в так называемом эффекте гашения струй в плотной горячей материи. Ключевая роль в получении этих данных принадлежит электромагнитному калориметру, созданному в ГНЦ ИФВЭ и РНЦ КИ. Успешно и в полном объеме выполнены работы по подготовке исследований на LCH (Большом адронном коллайдере) (CERN), ведущиеся в рамках международного сотрудничества Россия-CERN, в том числе: Закончена разработка модернизированных магнитных систем для серийных образцов быстродействующих размыкателей тока для LCH (CERN) на ток 4000 А. На стенде испытаний размыкателей тока проведены успешные ресурсные испытания головной партии модернизированных размыкателей. На ОАО "УралЭлектроТяжМаш" закончено производство заказанной на 2002 год партии выключателей в общем количестве 100 шт. Комиссией из представителей ИФВЭ, CERN и Испытательного института (Чехия, Прага) успешно проведены приёмочные испытания всей партии размыкателей. В ГНЦ ИФВЭ в 2002 году изготовлено 16 септум магнитов системы инжекции и аварийного сброса пучка LCH. В соответствии с технической спецификацией на стальные септум магниты, ИФВЭ провел все контрольно-измерительные тесты изготовленных магнитов, обработку экспериментальной информации и оформление протоколов испытаний септум магнитов. Все эти магниты прошли испытания и приняты CERN. Cовместно с ОИЯИ и НИКИЭТ завершено создание торцевого адронного калориметра установки CMS. Калориметр поставлен в CERN и смонтирован на установке. Руководитель - профессор В.И.Крышкин. ГНЦ ИФВЭ успешно ведет изготовление мюонных камер для установки ATLAS (полное число 192 шт.) 12 типо-размеров; среди них - самые большие камеры мюонного спектрометра размером 6.3x1.5 м². Отличительной особенностью мюонных камер ATLAS является очень высокая геометрическая точность: отклонение сигнальных проволок от их "идеального" положения не превышало 20 мкм. Развернуты работы по созданию оптической линии связи ИФВЭ-Москва Завершены проектные работы, оптический кабель проложен на 90% всей трассы. Ожидаемое время запуска линии связи - 2-й квартал 2003 г. Это существенно увеличит возможности физических групп ИФВЭ в скоростном обмене данными в совместных экспериментах на зарубежных коллайдерах, включая LHC. Выполнен комплекс работ по созданию и исследованию полупроводниковых арсенид галлиевых детекторов гамма-квантов для рентгеновской радиографии и медицинской сцинтеграфии. В настоящее время в ГНЦ ИФВЭ ведется разработка цифровых сканирующих аппаратов, пригодных к промышленному изготовлению, для работы со стандартными источниками рентгеновского излучения и радиоактивными изотопами. На рис.6 показана линейка падовых арсенид-галлиевых детекторов, используемых для создания одного из вариантов сканирующего аппарата. В ГНЦ ИФВЭ создан участок производства сцинтилляторов на основе полистирола. Сцинтиллятор производится литьем под давлением в форме листов, блоков и стержней. Размеры листов до 4 м длины при ширине от 20 до 300 мм и толщине от 5 до 25 мм. На участке впервые осуществлено изготовление пластических микропробирок для медицинских целей (1 млн. шт.) На рис.7-10 представлены образцы продукции участка.

На 70 ГэВ ускорителе ГНЦ ИФВЭ на установке Комплекс меченых нейтрино в международном эксперименте по изучению распадов заряженных каонов:

Рис.1. Увеличить

Рис.2. Увеличить

Рис.3. Увеличить

Рис.4. Увеличить

Рис.5. Увеличить

Рис.6. Увеличить

Рис.7. Увеличить

Рис.8. Увеличить

Рис.9. Увеличить

Рис.10. Увеличить

Теоретическая физика

А.А.Логуновым написана и подготовлена к публикации книга "Лекции по теории относительности". Дано новое изложение теории относительности, базирующееся на фундаментальном утверждении о псевдоевклидовости пространства-времени, что дает возможность уяснить суть теории. Даны интересные приложения и эффекты. В работах Н.Е.Тюрина и С.М.Трошина получено объяснение зависимости энергетической эволюции сечений в глубоконеупругом рассеянии от виртуальности фотона, которая была обнаружена ранее в экспериментах на коллайдере HERA. В.А.Петровым и А.В.Прокудиным проанализирован эффект кулон-ядерной интерференции при энергиях LHC и даны детальные предсказания для энергетической и угловой зависимости сечений протон-протонного рассеяния.

Ускорительная физика

В 2002 году обеспечена работа ускорительного комплекса У-70 в двух сеансах общей длительностью 2364 часа, полностью выполнена программа развития ускорительного комплекса и программа физических исследований на ускорителе. Руководитель работ - кандидат физ.-мат. наук Е.Ф.Троянов. Успешно продолжены исследования по использованию изогнутых кристаллов для вывода и коллимирования пучка протонов. Обеспечена стабильная длительная работа с рекордной эффективностью вывода 85%. Интенсивность выведенного пучка достигла величины 2x10¹² протонов в цикл. Руководитель работ - кандидат физ.-мат. наук Е.Ф.Троянов. Продолжены работы по созданию нового линейного ускорителя с ВЧК-фокусировкой УРАЛ-30М. Для комплексного исследования ускорителя создан испытательный стенд с необходимой инфраструктурой. Ведется поэтапное создание и исследование ускорителя. К концу 2002 года планируется установить на стенде вторую (из четырех) секцию и начать комплексные испытания с ускорением пучка до 15 МэВ. Руководитель работ - профессор В.А.Тепляков.

Научно-организационная деятельность

В 2002 году в двух диссертационных советах ГНЦ ИФВЭ защищены 1 докторская и 5 кандидатских диссертаций. Проведены конкурсы научных проектов ГНЦ ИФВЭ в Минатоме и Минпромнауки России. все конкурсы выиграны и по ним заключены соответствующие договора на выполнение работ. В 2002 году сотрудники ГНЦ ИФВЭ опубликовали 2 книги (учебные пособия), 39 препринтов ИФВЭ, 31 статью в российских журналах, представили на российских и международных конференциях 69 докладов, в трудах международной конференции АДРОН-2002 опубликовано 15 докладов сотрудников ГНЦ ИФВЭ, в зарубежных журналах, e-prints, препринтах опубликовано 157 статей. ГНЦ ИФВЭ в 2002 году провел два международных семинара. ГНЦ ИФВЭ принимает участие в выполнении федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники".