Лаборатория взаимодействия излучения с веществом

Общая численность – 29  (по состоянию на конец 2020 г.)
в том числе: докторов наук – 6; кандидатов наук – 5

Лаборатория взаимодействия излучения с веществом (ЛВИВ) была образована в Физическом институте в 2017 г. на базе Лаборатории электронов высоких энергий, одной из задач которой было проведение физических исследований на электронном синхротроне с максимальной энергией 630 МэВ (С-60), запущенного в конце 50-х годов.

С течением времени характер исследований в лаборатории претерпел ряд изменений. В настоящее время основу содержания работ в лаборатории составляют:

        а) исследования взаимодействия УФ, ВУФ, рентгеновского и синхротронного излучения с твёрдыми телами и биологическими объектами

        б) исследования характеристик новых высокоплотных кристаллов с целью их использования в экспериментах на ускорителях и в ядерной медицине

        в) эксперименты по физике высоких энергий, выполняемые на зарубежных ускорителях

        г) теоретические исследования и расчеты, относящиеся как к физике частиц,
так и более общим задачам квантовой механики, квантовой теории поля и гравитации.

Исследования взаимодействия УФ, ВУФ, рентгеновского и синхротронного излучения с твёрдыми телами и биологическими объектами

Начиная с середины 70-х годов прошлого века, в Лаборатории проводился широкий спектр исследований с использованием циклического электронного ускорителя С-60 как источника мягкого рентгеновского и вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) синхротронного излучения  (СИ). По своим характеристикам С-60 не уступал заметно (в рабочей области спектра) другим действующим тогда источникам СИ - электронным накопительным кольцам. Наличие на С-60 однобанчевого режима ускорения позволяло проводить спектральные измерения с временным разрешением. Однако за последние годы появилось много современных источников СИ, существенно превосходящих по своим характеристикам С-60, а также импульсных лабораторных источников излучения (светодиодов и лазеров), и в настоящее время значительная часть исследований проводится на зарубежных источниках СИ, а также с применением современных лабораторных источников возбуждающего излучения.

В Лаборатории в настоящее время проводятся:

1. Исследования механизмов излучательной и безизлучательной трансформации энергии в нано-, микро- и монокристаллических люминесцентных материалах в применении к различным типам неорганических сцинтилляторов и люминофоров.
        Руководитель д.ф.-м.н. Махов В.Н. (e-mail: makhovvn@lebedev.ru )

2. Исследование структуры биологических объектов (белки крови человека) методом флуоресцентных зондов с использованием спектроскопии, разрешенной во времени.
    Руководитель к.ф.-м.н. Сырейщикова Т.И. (e-mail: syrejshchikovati@lebedev.ru )

Исследования характеристик новых высокоплотных кристаллов с целью их использования в экспериментах на ускорителях и в ядерной медицине

В конце 80-х годов в связи со строительством новых ускорителей на встречных пучках (УНК, БАК и др.) особенно остро встала проблема поиска новых перспективных материалов для электромагнитной калориметрии, способных работать в условиях высоких радиационных нагрузок, обладающих высокой плотностью и хорошим быстродействием. В разработку новых кристаллов и стекол включились ряд исследовательских групп и институтов, в том числе и ФИАН. В Лаборатории была создана и постоянно модернизируется многофункциональная установка Кристалл для исследования радиационной стойкости, абсолютного световыхода и времени высвечивания черенковских и сцинтиляционных кристаллов, предназначенных для работы как в экспериментах на современных ускорителях, так и в медицинских диагностиках, использующих ядерно-физические методики.

В Лаборатории в настоящее время проводятся:

- исследования модифицированных кристаллов LFS и GSO для использования в позитронно-эмиссионной томографии на основе время-пролётной методики;

-  исследования новых кристаллов-сцинтилляторов с собственной люминисценцией и однородным световыходом для использования в детекторах гамма-излучения и заряженных частиц.

Руководитель д.ф.-м.н. Козлов В.А. (e-mail: kozlovva@lebedev.ru )  

Эксперименты по физике высоких энергий,
выполняемые на зарубежных ускорителях

Вхождение Лаборатории в эксперименты, выполняемые на зарубежных ускорителях, как правило, было 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 для будущего  коллайдера LHC в ЦЕРН’е. В ряде случаев лаборатория предоставляла важную помощь своих сотрудников по линии обработки данных выполненных экспериментов.
Из экспериментов этого плана отметим:

1. Многолетнее участие Лаборатории в создании детектора ATLAS для LHC (производство считывающих электродов для торцевых жидкоаргонных адронных калориметров). Работа в ЦЕРНе продолжается и в настоящее время в виде участия в модернизации различных систем торцевого жидкоаргонового калориметра с целью использования его в условиях повышенной светимости.
        Руководитель к.ф.-м.н. Багуля А.В. (e-mail: bagulyaav@lebedev.ru )

2. Многолетнее участие Лаборатории в эксперименте HERMES (ep коллайдер HERA, DESY), нацеленного на исследования спиновых структурных функций нуклонов при неупругом рассеянии электронов и позитронов на поляризованных струйных мишкнях. Для этого эксперимента Лаборатория создала монитор светимости на основе новых радиационностойких кристаллов NaBi(WO₄)₂, изготовленных в России, и обеспечивала его обслуживание с 1994 г.
        Руководитель д.ф.-м.н. Козлов В.А. (e-mail: kozlovva@lebedev.ru )

3. Многолетнее участие Лаборатории в различных экспериментах в ЦЕРНе на фиксированных мишенях:

• исследование процессов рождения частиц со странными и тяжёлыми кварками во взаимодействиях адронных пучков с ядрами твердотельных мишеней - эксперименты WA82, WA89, WA92 (завершены)
  
• исследование ядерных эффектов на процессы рождения частиц с очарованным кварком (А-зависимость) во взаимодействиях пучков протонов с ядрами различных элементов - HERA-B (завершён)
  
• изучение структурных функций адронов во взаимодействиях пучка поляризованных мюонов с поляризованными ялрами мишени; спектроскопия лёгких мезонов, рождаемых во взаимодействии адронных пучков с ядрами мишеней - эксперимент COMPASS (набор данных, физический анализ, публикация результатов исследований)
  
• исследование "мягких" процессов (малые переданные импульсы) в протон-протонных взаимодействиях при энергиях Большого адронного коллайдера - эксперимент LHCB (набор данных, физический анализ, публикация результатов).

        Руководитель д.ф.-м.н. Завертяев М.В. (e-mail: zavertyaevmv@lebedev.ru)

 
Теоретические исследования и расчёты (физика частиц, квантовая механика, квантовая теория поля, гравитация)

1. Физика частиц, квантовая хромодинамика, процессы рождения тяжелых кварков
        д.ф.-м.н. Баранов С.П. (e-mail: baranovsp@lebedev.ru )

2. Динамические симметрии, сжатые и когерентные состояния квантовых систем
        д.ф.-м.н. Манько В.И. (e-mail: mankovi@lebedev.ru )

3. Квантовая теория гравитации
        д.ф.-м.н. Вилковыский Г.А. (e-mail: vilkovyskijga@lebedev.ru )