Важнейшие результаты 2005 года

Экспериментальная физика Исследования на установках У-70 - ВЕС, ИСТРА+, КМН Исследования на зарубежных установках - D0, PHENIX Создание Канала сепарированных каонов Создание оборудования для LHC Ускорительная физика - У-70, Вывод У-70, Бустер, УРАЛ-30М Вычислительная техника и обеспечение исследований Научно-организационная деятельность Рисунки

Экспериментальная физика

В 2005 году в рамках программы «Исследования в области физики высоких энергий» в ГНЦ ИФВЭ получены следующие важнейшие результаты исследований на ускорительном комплексе У-70 – крупнейшей ускорительной установке России и на зарубежных ускорителях-коллайдерах.

Эти спектры значительно различаются между собой (рис.1).
Относительная вероятность распада состояния p1(1600), открытого ранее в ИФВЭ:
Br(p1(1600) > rp) < 0.03 Этот факт подтверждает гипотезу гибридной природы состояния p1(1600), открытого ранее в ИФВЭ. В эксперименте на установке ИСТРА+(ИФВЭ-ИЯИ РАН-ОИЯИ) набрано 1 млн. распада K -> enp0 и 0.5 млн. распадов K -> mnp0. Это дало возможность выполнить наилучшие измерения формфакторов f+(q2) и f0(q2) полулептонных распадов Kl3l+ = 0.02774 ± 0.00047. В этом же эксперименте на установке ИСТРА+(ИФВЭ-ИЯИ РАН-ОИЯИ) наблюден редкий распад K- -> m-np0g . На рис.2 показано распределение по массе m-np0g в предположении нулевой потерянной массы.
Пик в области массы каона соответствует распаду K- -> m-np0g . Наблюдено около 400 таких распадов (крупнейшая в мире статистика) и определена относительная вероятность
Br (K- -> m-np0g) = (8.8 ± 0.9(stat.) ± 0.8(syst.)) x 10-5
Этот результат находится в согласии с предсказанием киральной пертурбативной теории (6.9 x 10-5).
На установке ВЕС проведен анализа спектра масс состояний η'p0 и η'p-, рожденных во взаимодействии отрицательных пионов с нуклонами.
  Увеличить / More size Рис.1. Увеличить
  Увеличить / More size Рис.2. Увеличить
Параметры g и h с наилучшей в мире точностью совпадают с усредненными по всем экспериментам (рис.3). Наблюдается отличие от нуля параметра k на 4,5 стандартных отклонений. В рамках работ по созданию уникального канала сепарированных К-мезонов проведены испытания уникальной системы канала при криогенных температурах. Криогенная система канала содержит 500 литров жидкого гелия при Т=1.8 К.
В эксперименте на Комплексе меченых нейтрино на статистике порядка 0.5 млн. событий измерены параметры распределения Далица для распадов K± -> p±p0p0.
  Увеличить / More size Рис.3. Увеличить
Получен верхний предел на сечение рождения Хиггса (с учетом вероятностей распадов), рис.4. В эксперименте PHENIX на Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) BNL (США) в столкновениях ионов золота при температуре и плотности энергии, необходимых для формирования кварк-глюонной плазмы, образуется новое состояние материи, более подобное идеальной жидкости, чем газу. Доказательство этого исходит из наблюдаемой динамики тысяч частиц, рожденных в одном взаимодействии и имеющих тенденции коллективного движения вне зависимости от давления по объему, формируемому сталкивающимися ядрами. Это движение жидкости "близко к идеальному" - движение частиц в ней в высокой степени коррелировано.
В эксперименте D0 на протон-антипротонном коллайдере FermiLab (США) осуществлен поиск хиггсовских бозонов (Стандартной модели) в распаде на два W-бозона с последующим распадом W на пары лептонов.
  Увеличить / More size Рис.4. Увеличить

Создание оборудования для LHC

В ИФВЭ продолжены работы по созданию высокотехнологичного уникального оборудования для LHC и экспериментальных установок LHC (CERN).

Выполняется программа испытаний системы эвакуации энергии из СП-магнитовLHC (рис.5). Поставлены в CERN 4 комплекта системы. Каждый комплект включает: резистор квадрупольной цепи, 3 резистора дипольной цепи, 16 размыкателей квадрупольной цепи, 16 размыкателей дипольной цепи, кабину звукозащиты, 8 стоек электроники управления размыкателей тока.
Развернуто производство сверхпроводящих распределительных боксов (DFB) для системы питания СП-магнитов LHC.
  Увеличить / More size Рис.5. Увеличить
Изготовлено оборудование и детектирующие системы установок CMS, ATLAS, LHC-B и ALICE в соответствии с обязательствами российской стороны.

Ускорительная физика

 На ускорителе У-70 создан Стохастический медленный вывод протонного пучка. На плато магнитного поля 90% интенсивности выводится в течение 1 секунды. Ожидаемая растяжка выводимого пучка составляет 2-3 секунды. Выполнена разработка Системы высокочастотной обратной связи в ускоряющих станциях У-70 изготовлены и смонтированы основные узлы новых ВЧ трактов станций, одна из станций испытана с пучком в осеннем сеансе 2005 года.В работах по созданию Системы перезарядной инжекции в Бустер (рис.6): изготовлена и собрана вакуумная система ионного источника, изготовлены источники питания пушки и высоковольтная система питания форинжектора, закончена разработка и изготовление модуляторов питания импульсных магнитов системы ввода пучка в Бустер.Продолжены работы по созданию нового линейного ускорителя с ВЧК-фокусировкой УРАЛ-30М. Изготовлена и проведена радиотехническая настройка третьей секции (С3): получен рабочий вакуум 10-8 тор; секция установлена в проектное местоположение. Начаты испытания НЧУ и трех секций с пучком, рис.7. Изготовлены узлы и блоки четвертой (последней) секции (С4) ускорителя. Начата сборка секции.
Реализация этого вывода значительно расширяет возможности У-70 по режимам работы и увеличивает эффективность использования ускоренного пучка протонов.
  Увеличить / More size Рис.6. Увеличить
  Увеличить / More size Рис.7. Увеличить

Вычислительная техника и обеспечение исследований

Институты России, включая ИФВЭ, ИТЭФ и РНЦ КИ (Росатом), принимают активное участие в Европейском проекте GRID - LHC Computing Grid (LCG/EGEE).

Все российские участники проекта обеспечивают вычислительные мощности и ресурсы памяти для четырех экспериментов на LHC. Обеспечена устойчивая связь ИФВЭ-Москва-CERN со скоростью 100 Мбит/сек. На ИФВЭ возложены функции Регионального Операционного Центра (ROC), который обеспечивает работу российских Ресурсных Центров (RC), в том числе принадлежащих Росатому, Минобрнауки и РАН. тестирование, адаптация и внедрение новых версий программного обеспечения (ПО), круглосуточная поддержка базы данных последних версий ПО. В ИФВЭ в 2005 г. создана «ферма» компьютерных процессоров мощностью 200 GFLOPS. Совместно с CERN развернуты работы по созданию сертификационного полигона для испытания программного обеспечения LCG. Создан центр подготовки специалистов по GRID-технологиям на базе компьютерного класса на 7 рабочих мест. Обучено более 100 специалистов.
Функциями ROC являются:
  Увеличить / More size Рис.8. Увеличить

Научно-организационная деятельность

 Результаты научных исследований ГНЦ ИФВЭ представлены в журналах и конференциях: в реферируемых журналах опубликовано 420 статей; на международных научных конференциях представлено 15 докладов; в трудах международных и российских конференций опубликовано 47 докладов. В 2005 году сотрудники ГНЦ ИФВЭ защитили 6 докторских и 6 кандидатских диссертаций.