Лаборатория экспериментальных методов ядерной физики
Общая численность – 7 (по состоянию на январь 2018 г.)
в том числе: докторов наук – 1; кандидатов наук – 1
Лаборатория экспериментальных методов ядерной физики (ЛЭМЯФ) образована в Физическом институте в 2017 г. на базе группы электрофизической установки ГЕЛИС Лаборатории электронов высоких энергий (ЛЭВЭ). Установка ГЕЛИС (ускоритель ионов легких инертных газов до энергии ≤ 50 кэВ) была создана в ЛЭВЭ в 80-х годах под руководством доктора физ.-мат. наук Комара А.А., который возглавлял ЛЭВЭ с 1978 г. по 2013 г. Основной задачей коллектива группы было проведение физических исследований с использованием ионных пучков установки ГЕЛИС.
Основные работы, которые ведутся в лаборатории:
а) эксперименты, использующие пучки ионов легких инертных газов
(с энергией до 50 кэВ);
б) исследования рабочих характеристик новых детекторов ионизирующего излучения;
в) эксперименты по физике высоких энергий, выполняемые на зарубежных ускорителях.
Эксперименты, использующие пучки ионов легких инертных газов
(с энергией до 50 кэВ)
Исследования с использованием ионных пучков опираются на имеющуюся в лаборатории установку ГЕЛИС, которая вошла в перечень уникальных научных установок. Источником ионов в этой установке является дуоплазмотрон, способный ускорять ионы легких инертных газов в диапазоне 5 – 50 кэВ. В состав установки входит электромагнитная линза, которая обеспечивает фокусировку пучка ионов и тем самым обеспечивает рабочий ток ионов на мишени в десятки мА. Установка способна работать как с твердыми, так и газообразными мишенями.
Как показывает название установки, она первично планировалась для изучения реакций между изотопами ядер гелия (в частности 3He + 3He) при энергиях, характерных для недр Солнца, в связи обнаруженным на ранней стадии дефицитом потока электронных нейтрино. В последующем установка была перенацелена на создание тонких пленок ВТСП на кристаллических подложках методом ионного распыления (использовались ионы Ne, Ar) как основы для будущих элементов криоэлектроники. Использовалась также для изучения распыления различными ионными пучками мишеней из графита для моделирования процессов в токамаках. Метод ионного распыления оказался также очень эффективным при создании полупроводящих покрытий (стекол), существенного элемента в конструкции современных микростриповых газовых камер или газовых электронных усилителей, используемых в экспериментах по физике высоких энергий.
В настоящее время интересы коллектива вновь сосредоточены на изучении ядерных реакций между легкими ядрами в кэВ-ном диапазоне энергий, в частности D + D реакций. Это связано с полученными в последние годы указаниями на наличие аномалий в сечениях взаимодействия дейтерия с дейтерием, растворенным в твердых мишенях (Pd и др.)
Руководитель работ: д.ф.-м.н. Негодаев М.А. (e-mail: negodaev@lebedev.ru)
Исследования рабочих характеристик новых детекторов ионизирующего излучения
Современные устройства регистрации заряженных частиц в экспериментах на ускорителях включают в себя газовые и твердотельные детекторы, используемые для определения треков оставляемых заряженными частицами в детекторе (позиционно-чувствительный детектор). Такого типа детекторы, созданные первоначально для решения физических задач, нашли широкое применение, как в промышленности, так и в медицинской диагностике. С 1993 г. в ФИАН ведутся работы по созданию и исследованию радиационно-стойких, с высоким пространственным разрешением детекторов для экспериментов по физике высоких энергий. Большое внимание уделяется современным микроструктурным газовым детекторам (micro-pattern detectors–MPD). Эти работы ведутся в сотрудничестве с коллаборацией RD51 (CERN), целью которой является разработка технологий изготовления микроструктурных детекторов и их использования в будущих экспериментах на ускорителях и в различных приложениях.
Руководитель работ: д.ф.-м.н. Негодаев М.А. (e-mail: negodaev@lebedev.ru)
Эксперименты по физике высоких энергий, выполняемые
на зарубежных ускорителях
Участие сотрудников ФИАН в экспериментах, выполняемых на зарубежных ускорителях, как правило, обусловлено привнесением в каждый конкретный эксперимент того или иного вклада с российской стороны. В разные годы это было связано либо с существенным вкладом в базисную аппаратуру (например, заметные объемы ядерных эмульсий, поставки защиты из стальных конструкций), либо с поставкой важных элементов новых методических разработок (тяжелые, радиационно-стойкие кристаллы для целей электромагнитной калориметрии), либо с поставкой изделий, являющийся результатом сложных технологических операций, незаменимых при создании новых детекторов, либо участием научных сотрудников ФИАН в разработке и создании детекторов для экспериментов на ускорителях, в обработке данных полученных на коллайдерах HERA (DESY, Германия) и LHC (CERN, Швейцария). В рамках проекта по модернизации экспериментов на LHC (CERN), ЛЭМЯФ участвует в работах по созданию радиационно-стойких твердотельных детекторов для внутреннего трекера ITk эксперимента ATLAS.
Руководитель работ: к.ф.-м.н. Нечаева П.Ю. (e-mail: nechaevapy@lebedev.ru)