Руководитель темы:   

Балдин А.А.

Краткая аннотация и научное обоснование:
В рамках проекта планируется развивать направления исследований новой коллаборации FLAP (Fundamental & applied Linear Accelerator Physics collaboration): изучение механизмов электромагнитных взаимодействий и новые приложения, включающие создание источников нейтронов, управляемой генерации различных видов электромагнитного излучения, включая дифракционное черенковское и терагерцовое излучения в диапазоне от 1 до 10 ТГц, релятивистскими электронами. Разработка новых методов диагностики пучков заряженных частиц, тестирование и калибровка детекторов частиц и излучений для коллайдерных и других ускорительных экспериментов, включая создание калиброванных по времени пролета пучков вторичных нейтронов с энергиями от тепловых до 20 МэВ.


Ожидаемые результаты по завершении проекта:
Основными глобальными результатами проекта станут следующие:
- создание уникальной научно-исследовательской установки для изучения механизмов генерации электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от 1 мм (СВЧ диапазон) до 1 пм (g-излучение), реализующихся при взаимодействии пучков релятивистских электронов с веществом и внешними электромагнитными полями;

- разработка принципиально новых подходов к генерации электромагнитного излучения с управляемыми характеристиками на основе использования мишеней, изготовленных из функциональных материалов;

- разработка новых неразрушающих методов диагностики пучков заряженных частиц;

- разработка, тестирование и калибровка детекторов заряженных частиц и излучений для экспериментов на SPD и MPD NICA;

- радиобиологические исследования с пучками ускоренных электронов и вторичных g-квантов и нейтронов;

- разработка импульсного источника нейтронов с известными характеристиками для исследований в области экстремальных состояний вещества;

- эксперименты по поиску гипотетических частиц за рамками СМ.

Ожидаемые результаты по проекту в текущем году:
Создание и пучковые испытания детекторов частиц на основе быстрых сцинтилляторов.

Регистрация ГГц и ТГц излучения от активных мишеней, облученных пучками релятивистских электронов.

Создание времяпролетного стенда для регистрации вторичных нейтронов.

Испытания сцинтилляторов на основе стильбена для n - g разделения.

2025-2027

Краткая аннотация и научное обоснование:
Пополнение базы экспериментальных данных в области множественного рождения частиц в диапазоне энергий 1-300 ГэВ, полученных в экспериментах с пузырьковыми камерами.

Анализ экспериментальных данных, полученных в области промежуточных энергий в релятивистской ядерной физике на основе автомодельного подхода и применения свойств геометрии Лобачевского для описания множественного рождения частиц.

Поиск и исследование новых явлений в условиях регистрации «мягких процессов» рождения частиц с высоким пространственным и импульсным разрешением, недоступным в современных электронных экспериментах.

Ожидаемые результаты по завершении активности:
Создание необходимого оборудования для оцифровки фильмовой информации, полученной при помощи пузырьковых камер и в электронных экспериментах с фиксированными мишенями в условиях регистрации множественного рождения частиц в диапазоне энергий 1-300 ГэВ. Подготовка учебной программы для специалистов высшей квалификации для проекта NICA. 

Сравнение результатов, полученных при помощи пузырьковых камер с результатами моделирования на основе современных моделей. Выработка рекомендаций для стратегии экспериментальных исследований на ускорительном комплексе NICA.

Публикации результатов анализа данных, полученных при помощи пузырьковых камер.

 Ожидаемые результаты по активности в текущем году:
Создание электронной базы данных, полученных путем сканирования фотопленок и обработки стереоизображений.

Организация процесса сохранения и обработки полученных изображений с использованием на базе возможностей ЛИТ ОИЯИ.

 Уточнение результатов, полученных на пропановой двухметровой и однометровой водородной камерах.

2025-2027

Краткая аннотация и научное обоснование:
Экспериментальные исследования глубокоподпороговых и кумулятивных реакций на выведенных пучках Нуклотрона-Н (тестовая зона SPD, установка «МАРУСЯ»).

Проведение корреляционных экспериментов с регистрацией групп частиц в конечном состоянии, одна из которых кумулятивная. Исследования в предкумулятивной и кумулятивной областях с выведенными поляризованными пучками.

Ожидаемые результаты по завершении активности:
Новые экспериментальные данные по А-зависимостям редких подпороговых и кумулятивных процессов образования пионов, каонов и легких ядер в зависимости от типа и энергии налетающих ядер, импульса и угла регистрируемых частиц.

Новая модернизированная установка, дополненная детекторами для исследования корреляционных экспериментов: многоканальный гамма- спектрометр, детектор множественности, нейтронный детектор.

Ожидаемые результаты по активности в текущем году:
Ввод в эксплуатацию модернизированного магнито-оптического канала установки «МАРУСЯ».

Реконструкция экспериментальной зоны канала-спектрометра в фокусе F4.

Создание новой системы сбора данных установки.

Ввод в эксплуатацию трековых детекторов.

Разработка и создание нейтронного детектора.

Испытание черенковского детектора.

Тестирование прототипов детекторов для эксперимента SPD.

Продолжение экспериментов на выведенных пучках Нуклотрона-Н с максимально возможной интенсивностью.

Развитие программ моделирования и обработки экспериментальных данных.

2025-2027

Краткая аннотация и научное обоснование:
Экспериментальное исследование методов регистрации и измерения нейтронных резонансов при прохождении излучения, генерируемого нейтронным источником, через различные материалы. Нейтронная резонансная спектроскопия и радиография для изучения свойств материалов в экстремальных состояниях. 

Развитие и исследование методов неразрушающего контроля изделий и материалов с помощью тепловых и эпитепловых нейтронов.

В рамках разработки методов нейтронной томографии в режиме реального времени на тепловых и резонансных нейтронах будет разрабатываться детектор нейтронных изображений с высоким пространственным (20-50 мкм) и временным (50-100 нс) разрешением, что позволит исследовать широкий спектр быстропротекающих процессов в области физики экстремальных состояний вещества и материаловедения. Метод позволит определять физико-химический состав машиностроительных материалов, газовых полостей в структуре конструкционных материалов с высокой атомной массой. Другое важное преимущество нейтронной радиографии – возможность визуализации водородосодержащих веществ, находящихся в металлической матрице.

Ожидаемые результаты по завершении активности:
Практическая реализация метода неразрушающего измерения параметров материалов в экстремальных состояниях. Практическая реализация метода неразрушающего исследования композиционных материалов.

Исследование возможности разработки слаботочных элементов питания на основе распада нестабильных изотопов, получаемых с помощью нейтронного источника.

Ожидаемые результаты по активности в текущем году:
Численное и экспериментальное определение оптимальных характеристик источника нейтронов.

Экспериментальное определение оптимальной конфигурации постановки эксперимента для обеспечения необходимой точности измерения.

Совершенствование методик регистрации параметров нейтронных резонансов.

Измерение экспериментальных спектров нейтронов от различных материалов, облученных пучками ускоренных электронов.