Проекты по теме:

Краткая аннотация и научное обоснование:
Научно-методические исследования детекторов элементарных частиц являются необходимым условием прогресса ядерной физики и физики высоких энергий. Подготовка экспериментов на будущих ускорителях требует создания новых типов детекторов, способных справляться с большими загрузками и обеспечивать требуемую точность и надежность регистрации частиц. Разработка новых детекторов также важна для прикладных исследований, опирающихся на использование источников синхротронного излучения и интенсивных рентгеновских установок. В частности,  создание в странах-участницах ОИЯИ новых источников СИ и сверхмощных лазеров обуславливают создание экспериментальных станций на основе детекторов с высоким пространственным и энергетическим разрешением.

Возможность тестирования прототипов детекторов на тестовых пучках играет решающую роль при научно-методических исследованиях. Отсутствие установок с тестовыми пучками электронов в ОИЯИ значительно замедляет прогресс в создании новых типов электромагнитных калориметров и координатных детекторов для будущих экспериментов MPD и SPD на коллайдере NICA, фотонных детекторов изображений, радиационно-стойких детекторов и дозиметрических приборов. Целью представленного проекта является создание на основе линейного ускорителя электронов ЛИНАК-200 инфраструктуры для методических исследований на пучках электронов с энергией 20 МэВ и 200 МэВ. Предусматривается использование тестовой зоны на основе  ЛИНАК-200 для проведения экспериментов по изучению фотоядерных реакций, для прикладных исследований (радиационное материаловедение, радиационная генетика и т.п.).

Ожидаемые результаты по завершении проекта:
В результате выполнения проекта на ускорителе ЛИНАК-200 в ЛЯП ОИЯИ появится оборудованная тестовая зона для проведения научно-методических и научно-экспериментальных работ группами ОИЯИ и институтов государств-членов ОИЯИ.

Ожидаемые результаты по проекту в текущем году:
Создание дополнительного вывода пучка электронов при энергии 130 МэВ.

Измерение характеристик пучка электронов при энергиях 20, 130 и 200 МэВ.

Проведение тестирования на пучках электронов узкозазорных пропорциональных камер.

Краткая аннотация и научное обоснование:
Реализация проекта направлена на долговременное мониторирование поведения основания коллайдера (NICA) для отслеживания критических изменений конструкции, способных вызвать отклонения пучков от расчетных орбит. Также мониторирование позволит контролировать угловые колебания элементов коллайдеров от микросейсмических шумов индустриального и природного происхождения для выявления источников шумов и частот, совпадающих с резонансными частотами элементов коллайдера,  что может приводить к снижению светимости.

Не менее важной составляющей проекта являются работы по созданию компактного инклинометра, способного измерять изменения углов наклона поверхности с точностью порядка 10^-8 радиан на протяжении года. И, далее, построение сети из таких инклинометров в сейсмоопасных регионах для определения зон накопления энергии и потенциально сейсмоопасных областей. 

Ожидаемые результаты по завершении проекта:
Создание сети из малогабаритных лазерных инклинометров (МПЛИ) для мониторирование поведения основания коллайдера (NICA) для отслеживания критических изменений конструкции, способных вызвать отклонения пучков от расчетных орбит. Создание программно-аппаратного комплекса для синхронизации, обработки данных МПЛИ. Создание программного обеспечения для визуализации изменения положения поверхности Земли под коллайдером NICA.

Модификация текущей версии МПЛИ для долговременной стабильной работы на протяжении 6-12 месяцев с точностью угловых измерений 10^-7 рад. в условиях удаленных геодезических пунктов с питанием от солнечных батарей.

Провести НИР по созданию новой версии МПЛИ – интерферометрического ПЛИ (ИПЛИ), обладающего слабой температурной зависимостью и менее затратным производством, базирующимся на доступных компонентах.

На базе наборов модифицированных МПЛИ и ИПЛИ провести этапы развертывания сетей для определения регионов накопления сейсмической энергии и мониторирования объектов на территории Камчатки, Армении, Беларуси и Узбекистана.

Создать необходимое программное обеспечение для приема данных с сети ПЛИ, он-лайн контроля, визуализации поверхности Земли контролируемой сетью, алгоритмы (включая машинное обучение, нейронные сети) для определения зон повышенного накопления сейсмической энергии.

Создание прототипа амплитудного интерферометрического измерителя длины на длину 16 м, создание прототипа лазерной реперной линии на длину 128 м, создание прототипа сейсмостабилизированной исследовательской платформы, применение компактных МПЛИ для улучшения частотных параметров  гравитационных антенн детектора VIRGO.

Ожидаемые результаты по проекту в текущем году:
Создать систему термостабилизации  для ИПЛИ.

Установить  ИПЛИ в помещении Камчатского филиала ЕГС РАН.

Установить  ИПЛИ в геофизической обсерватории Нарочь в Белоруссии.

Краткая аннотация и научное обоснование:
Для исследований структуры различных материалов и дефектов, возникающих при различных физических воздействиях (старение, внешние нагрузки, радиационное воздействие) требуются высокоточные методы, способные различать неоднородности кристаллической структуры на нанометровом уровне. Одним из таких методов является позитронная аннигиляционная спектроскопия (ПАС). Этот метод является чувствительным к детектированию различных (так называемых «open-volume») дефектов размером от 0,1 до 1 нм с минимальной концентрацией до 10^–7 см^–3. Метод ПАС имеет на 4 порядка лучшее пространственное разрешение по сравнению с просвечивающим электронным микроскопом.

Прикладные исследования в области твердого тела методами ПАС и развитие техники проведения экспериментов при помощи данных методов являются целью проекта. Для исследования дефектов в материалах применяется метод доплеровского уширения аннигиляционной линии (ДУАЛ), реализованный на потоке медленных монохроматических позитронов. Спектрометр ДУАЛ выполнен по стандартной схеме. Так же применяется метод Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy (PALS) реализованный на автономном источнике ²²Na. Для развития экспериментальной базы внедряется метод PALS на потоке медленных монохроматичных позитронов. Группой предложен оригинальный вариант этого метода, основанный на формировании упорядоченного потока медленных позитронов.

Ожидаемые результаты по завершении проекта:
Усовершенствование спектрометра ДУАЛ введением в схему измерения возможности регистрации совпадения двух аннигиляционных гамма-квантов.

Завершение создания системы упорядочения позитронов и введение в эксплуатацию спектрометра PALS на монохроматическом пучке позитронов.

Отработка методики ионного травления на созданной системе травления и применение ее для изучения тонкопленочных многослойных материалов.

Существует задача высокотемпературного вакуумного нагрева, которая может быть решена путем нагрева образцов электронным пучком. Имеющиеся технические возможности позволяют реализовать этот способ нагрева.

Ожидаемые результаты по проекту в текущем году:
Продолжение прикладных исследований совместно с ТПУ (слоистые материалы Zr/Nb), САФУ (синтетические алмазы).

Исследование полимерных материалов и тонких пленок (BiVO₄) совместно с коллегами из Вьетнама.

Дальнейшие исследования радиационной стойкости тугоплавких материалов (W, WC).

Завершение системы автоматического управления установкой ПАС.

Краткая аннотация и научное обоснование:
Главной целью работ по теме 1126 открытой в 2015 г. является освоение и методические исследования нового класса физических приборов - гибридных пиксельных полупроводниковых детекторов, работающих в режиме счета отдельных частиц. Эти устройства впервые появились на рубеже 2000-х гг. и отличаются от других пиксельных детекторов возможностью обработки и оцифровки сигнала непосредственно в пикселе, что позволяет, помимо координатной информации, получить данные об энергии каждой частицы, попадающей в пиксель.

Cпособность измерять энергию рентгеновского гамма-кванта открывает новые, недоступные ранее возможности. Имея такую информацию можно определять не только поглощающую способность отдельных элементов исследуемого объекта, но и определять материал этого элемента. Так в медицинских рентгеновских томографах   идентификация веществ в отдельных частях живого организма дает важнейшую информацию о путях метаболизма, компонентах тканей и механизмах доставки этих веществ. Особое значение эта задача приобретает при изучении доставки лекарственных средств. Проведение подобных исследований с помощью рентгеновской компьютерной томографии (КТ) в настоящее время затруднено из-за отсутствия доступных детектирующих систем, имеющих высокое пространственное разрешение и способных измерять энергию гамма-квантов. Целью данного проекта является создание аппаратно-программного базиса для разработки детектирующих систем с гибридными пиксельными детекторами и рентгенографической медицинской и промышленной  аппаратуры на их основе. В результате выполнения проекта будут разработаны и изготовлены в промышленности опытные образцы новых энерго-чувствительных пиксельных детекторов. 

Ожидаемые результаты по завершении проекта:
Основным направлением дальнейших работ будет разработка собственного ASIC и изготовление новых энерго-чувствительных полупроводниковых детекторов рентгеновских изображений и аппаратуры для:
- создания аппаратно-программного базиса для разработки новых типов рентгенографических аппаратов медицинской и промышленной диагностики, включая компьютерную томографию;

- совершенствования методов идентификации веществ в рентгенографических исследованиях используя данные об измеренной энергии гамма-квантов.

Ожидаемые результаты по проекту в текущем году:
Изготовление и тестирование первых элементов разрабатываемой ASIC.

Исследование характеристик новых сенсорных материалов (CdTe и CZT) изготовленных в ООО «КристалсНорд».

Продолжение совместной работы с химиками МГУ на микротомографе MARS.

Краткая аннотация и научное обоснование:
Экспериментальное исследование одно-спиновых асимметрий при производстве различных легких частиц с использованием пучка пионов с энергией 28 ГэВ ^-на первом этапе и изучение одно-спиновых и двух-спиновых асимметрий в десятках реакций, в том числе с образованием чармония, с использованием поляризованного протонного пучка (проект SPASCHARM). Конечной целью проекта SPASCHARM является изучение спиновой структуры протона, начиная с определения вклада глюонов в спин протона при больших значениях переменной Бьёркена x путем изучения спиновых эффектов при образовании чармония. Это позволит понять адронный механизм образования чармония и выделить глюонную поляризацию Δg(x) при больших значениях x.

Эксперименты с реальным пучком фотонов: фоторождение мезонов на нуклонах и ядрах и комптоновское рассеяние на нуклонах. Основные цели: экспериментальное подтверждение правила сумм Герасимова-Дрелла-Хирна (GDH), исследование спиральной структуры парциальных каналов реакции, разрешение спектра возбуждения барионов из легких кварков, поиск недостающих барионных резонансов и экзотических состояний (дибарионы, узкие нуклонные резонансы), изучение строения адронов.

Измерение Δσ_Τ и Δσ_L в эксперименте по трансмиссии поляризованных нейтронов через поляризованную дейтронную мишень при энергиях нейтронов <16 МэВ, где имеются ограниченные экспериментальные данные и где теория предсказывает существенный эффект трёхнуклонных сил (3NF). Данная часть проекта (NN) является продолжением измерений тех же величин при рассеянии нейтронов на протонах, которые проводились ранее.

Исследования и разработки поляризационного оборудования для MESA.

 На сегодняшний день не существует теории, дающей полное и непротиворечивое описание всех наблюдаемых поляризационных эффектов в адронном секторе. Поэтому систематическое экспериментальное изучение поляризационных эффектов в самых разнообразных реакциях с использованием поляризованных пучков и поляризованных мишеней имеет большое значение для разработки теории, последовательно описывающей все наблюдаемые спиновые явления.

Наблюдаемые поляризации являются первостепенными характеристиками взаимодействий элементарных частиц и ядерных реакций. Формально измерение спин-зависимых параметров накладывает дополнительные ограничения на предполагаемый механизм реакции, структуру исследуемого микрообъекта и сам характер фундаментального взаимодействия. Следует отметить, что современные эксперименты, направленные на поиск эффектов нарушения СР-инвариантности и Т-инвариантности вне стандартной модели, а также нарушения СРТ-симметрии, основаны на поляризационных измерениях.

Ожидаемые результаты по завершении проекта:
Разработка и создание нового криостата для поляризованной «замороженной» мишени установки «СПАСЧАРМ».

Разработка и создание основных узлов мощного рефрижератора растворения 3Не/4Не для установки «MESA».

Завершение работ по созданию криостата для поляризованной мишени в Боннском университете. 

Обратная транспортировка и полный запуск поляризованной мишени в Майнце для проекта «GDH». 

Проведение поляризационных исследований с использованием поляризованной «замороженной» мишени на ускорителе «MAMI C». 

Проведение поляризационных исследований на новой поляризованной мишени на ускорителе Боннского университета, «ELSA».

Сборка, монтаж и тестирование мощного рефрижератора растворения 3Не/4Не на пучковом канале установки «MESA». 

Запуск модифицированной поляризованной мишени установки «SPASCHARM» и начало набора физической статистики на ускорителе.

По программе NN-взаимодействия будут проведены эксперименты по каналированию после модернизации стенда источника поляризованных дейтронов, - 2024-2025 гг.

Проведение точных измерений векторных и тензорных поляризаций пучка дейтронов, ускорителя VdG.

Подготовка специального устройства для использования нового материала для мишени на основе тритил-легированного бутанола.

Изготовление и монтаж аппаратуры для измерения поляризации нейтронов с использованием рассеяния на мишени ⁴He.

Проведение расконсервирования поляризованной дейтронной мишени и начало измерения разности сечений Δσ_Τ и Δσ_L в эксперименте по пропусканию nd при энергиях нейтронов <16 МэВ.

Ожидаемые результаты по проекту в текущем году:
Завершить работы по созданию нового криостата для поляризованной мишени в Боннском университете.

Участие в наборе физических данных на ускорителе «ELSA».