13.
| Современные проблемы ядерной физики, в том числе физики элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий, включая физику нейтрино и астрофизические и космологические аспекты, а также физики атомного ядра, физики ускорителей заряженных частиц и детекторов, создание интенсивных источников нейтронов, мюонов, синхротронного излучения и их применения в науке, технологиях и медицине |
Указание на существование бозона Хиггса
Сотрудниками ИЯИ РАН внесён важный вклад в экспериментальные исследования на Большом адронном коллайдере на установках CMS, ALICE, LHC-b, связанные с поиском бозона Хиггса, суперсимметрии, тяжёлых нейтрино и кварк- глюонной материи. В экcперименте CMS на Большом адронном коллайдере произведён поиск бозона Хиггса на основе данных 2010-2011 годов и показано, что его масса не может превышать 127 ГэВ. Найден небольшой ожидаемый избыток над уровнем фона возможных продуктов распадов бозонов Хиггса, что можно трактовать как указание на существование бозона Хиггса с массой в районе 125 ГэВ.
ИЯИ РАН
Развитие проекта Байкальского глубоководного нейтринного телескопа
Завершена разработка проекта крупной научной установки мега-сайенс класса "Гигатонного глубоководного нейтринного детектора GVD" с эффективным объёмом около одного куб.км. Изготовлен и поставлен на долговременные испытания в оз.Байкал прототип кластера гирлянд глубоководных оптических модулей – основного структурного элемента создаваемого детектора.
ИЯИ РАН
Осцилляции мюонных нейтрино в электронные нейтрино
В нейтринном эксперименте с длинной базой Т2К впервые обнаружены осцилляции мюонных нейтрино в электронные нейтрино. Зарегистрировано 6 таких событий при ожидаемом фоне 1.5 события в отсутствие осцилляций. Определена величина осцилляций на уровне достоверности 90%. Этот результат открывает принципиальную возможность для поиска эффектов нарушения комбинированной CP симметрии взаимодействия лептонов в ускорительных экспериментах с длинной базой.
ИЯИ РАН
Измерение угла смешивания нейтрино в коллаборации Double Chooz
9 ноября 2011 года Международной коллаборацией Double Chooz, изучающей свойства реакторных нейтрино, объявлен первый результат измерения ранее неизвестного угла смешивания электронного и тау нейтрино, который имеет важные следствия для физики элементарных частиц и астрофизики. В эксперименте участвуют учёные из ИЯИ РАН и Курчатовского института.
ИЯИ РАН
Запущен международный эксперимент по изучению двойного бета-распада - GERDA
В подземной лаборатории Гран Сассо (Италия) запущена в режиме набора данных первая фаза международного эксперимента по изучению двойного бета-распада - GERDA, в разработку идейных и методических основ которого весьма значительный вклад внесли специалисты ИЯИ РАН.
ИЯИ РАН
Развитие исследований на сильноточном линейном ускорителе ИЯИ РАН
На уникальном сильноточном ускорителе протонов ИЯИ РАН выполнен значительный объём как экспериментальных исследований в области ядерной физики, физики и нейтронографии конденсированных сред, так и по разработке ядерно-физических технологий в интересах медицины и здравоохранения, и инновационного развития экономики. Проведено пять сеансов по программе фундаментальных физических исследований, разработке технологии получения и наработке радиоизотопов, формированию пучка на установках экспериментального комплекса и комплексе протонной терапии, исследованию и модернизации ускорителя. Общая продолжительность сеансов составила 1736 часов: при среднем токе пучка до 120 мкА и энергии 143 МэВ по программе получения радиоизотопов, с энергией пучка 209 МэВ и интенсивностью до 40 мкА при работе на модернизированный нейтронный источник ИН-06, на комплекс протонной терапии работа велась с энергией 127 - 209 МэВ и интенсивностью до 100 нА. Модернизирована системы питания и управления инжектором отрицательных ионов водорода.
ИЯИ РАН
Экспериментально установлена зарядовая инвариантность электроядерных взаимодействий в области нуклонных резонансов
На пучках монохроматических поляризованных фотонов средних энергий (в области нуклонных резонансов) изучена спиновая структура свободных и связанных нуклонов. В совместных экспериментах ИЯИ РАН с коллаборациями ГРААЛЬ (Гренобль) и МАМИ (Майнц) изучены спиновые асимметрии сечений фоторождения мезонов. Экспериментально установлено, что принцип зарядовой инвариантности в процессах фотоядерных взимодействий нуклонов справедлив не только в асимптотической области энергий, но и в области нуклонных резонансов. Полное сечение фотопоглощения на протоне и нейтроне при энергии фотонов от 0.7 до 1.5 ГэВ
ИЯИ РАН
Вклад очарованных кварков в распады В мезонов
Вычислены параметры смешивания нейтральных Вs мезонов. Показано, что вклады мягких очарованных кварков в дифференциальные сечения распадов В мезонов и угловые симметрии представляет источник основной теоретической неопределенности и их аккуратное вычисление позволяет сделать вывод о справедливости Стандартной Модели и существенно ограничить существование возможной физики вне рамок Стандартной Модели. Разработан новый метод, позволяющий количественно учесть эффекты квантовой хромодинамики с высокой степенью точности
ИЯИ РАН
Ограничение на массу правого W бозона
По экспериментальным данным, полученным в 2010 и 2011 годы на детекторе CMS LHC CERN при полной энергии сталкивающихся протонов 7 ТэВ и интегральной светимости 240 пб-1, произведён поиск правого W бозона и тяжёлых нейтрино, которые естественно возникают в лево-право симметричном обобщении Стандартной модели. Показано, что экспериментальные данные согласуются с предсказаниями Стандартной модели, и получено новое ограничение сверху на массу правого W бозона 1700 ГэВ, в 2 раза более сильное, чем полученное ранее на ускорителе TEVATRON.
ИЯИ РАН
Стартовый и триггерный детектор установки ALICE на Большом адронном коллайдере
В комплексе детекторов установки ALICE важную роль играет созданный в ИЯИ РАН стартовый времяпролётный и триггерный детектор Т0, который обеспечивает проведение измерений множественности рождённых частиц, мониторирование и определение светимости, измерение времени пролёта рождённых частиц, диагностику пучка. Детектор имеет рекордное временное разрешение около 25-30 пикосекунд и позволяет идентифицировать пионы, каоны и протоны при значениях поперечного импульса от 0.5 до 2.5 ГэВ/c.
ИЯИ РАН
Модульный калориметр для исследования свойств сжатой барионной материи
Завершена разработка концепции модульного калориметра компенсационного типа - переднего адронного калориметра для определения центральности взаимодействия и угла плоскости реакции в ядро-ядерных взаимодействиях в эксперименте СВМ на ускорительном комплексе FAIR в ЦЕРНе. Каждый модуль калориметра состоит из 60 слоёв свинцовых и сцинтилляционных пластин. Для детектирования света в калориметре используются микропиксельные лавинные фотодиоды с плотностью пикселей 15000 на квадратный миллиметр, что необходимо для обеспечения линейности отклика калориметра в широком динамическом диапазоне. Разработка данного детектора является пионерской в применении современных технологий в калориметрии.
ИЯИ РАН
Образование электрон-позитронных пар в нейтрон-протонных взаимодействиях
Завершен анализ данных по образованию электрон-позитронных пар в нейтрон-протонных взаимодействиях по данным эксперимента по исследованию рождения векторных мезонов в адрон-ядерных и ядерно-ядерных взаимодействиях на установке HADES (GSI, Германия), полученным в 2007 году на пучке дейтронов с энергией 1,25 ГэВ/нуклон, налетающем на протонную мишень. Обнаружена значительная изоспиновая зависимость выхода электрон-позитронных пар для нейтрон-протонных и протон-протонных столкновений. Полученные данные являются реперными для анализа спектров электрон-позитронных пар в ядро-ядерных столкновениях.
ИЯИ РАН
Адронный калориметр фрагментов в ядерных взаимодействиях на ускорителе SPS в ЦЕРН
Одной из основных задач эксперимента NA61(SHINE) на ускорителе SPS в ЦЕРН является поиск критической точки сильновзаимодействующей ядерной материи и детальное исследование начала деконфаймента (освобождения кварков), при центральных столкновениях различных ядер и энергиях в диапазоне от 13 до 158 ГэВ на нуклон. В 2011г. проведены первые измерения для столкновений ядер бериллия и впервые в этом эксперименте был использован передний адронный калориметр фрагментов, разработанный и изготовленный в ИЯИ РАН, который обеспечивает точное определение числа спектаторов (всех участников взаимодействия), необходимого для исследования флуктуаций вблизи критической точки.
ИЯИ РАН
Ограничение времени осцилляции нейтрон-антинейтрон из данных SNO по стабильности дейтерия
Из новых данных нейтринной обсерватории в Сэдбери (SNO) по стабильности дейтерия получено ограничение на время осцилляции нейтрон-антинейтрон в вакууме. Время жизни дейтрона, согласно SNO, превышает 3*1031 лет, откуда время перехода нейтрон-антинейтрон в вакууме превышает 1.8*108 сек, что вдвое превышает ограничение, полученное в эксперименте с нейтронами от реактора в Гренобле, но меньше результата, полученного из данных по стабильности кислорода (Super-Kamiokande).
ИЯИ РАН
Для исследования реакции квазисвободного нуклон-нуклонного рассеяния, имеющей фундаментальное значение для физики ядерных реакций, создана методика, в которой дейтерированный сцинтиллятор используется как в качестве “нейтронной” мишени, так и детектора вторичных протонов. На циклотроне У-120 НИИЯФ МГУ проведена калибровка сцинтилляционного телескопа установки, позволяющая определять энергии вторичных протонов в реакции развала дейтона нейтроном в интервале энергий 10-30 МэВ. Создана методика восстановления спектра нейтронов в диапазоне 20-60 МэВ решением обратной задачи для спектра протонов отдачи сцинтилляционного монитора-спектрометра нейтронного пучка. Совместно с НИИЯФ МГУ проведены пробные расчёты сечения реакции развала дейтона нейтроном на 2 нейтрона и протон при учёте взаимодействия нейтронов в конечном состоянии с использованием нового алгоритма решения уравнений Фаддеева на основе формализма волновых пакетов.
ИЯИ РАН
Новые свойства излучения Вавилова-Черенкова в кристалле
Предсказаны новые свойства особенностей излучения Вавилова-Черенкова при движении заряженной частицы вдоль оптической оси одноосного положительного диэлектрического кристалла с резонансной анизотропией: в нерелятивистском приближении мощность генерации опережающих потенциалов и мощность излучения под тупым углом к скорости частицы обратно пропорциональны квадрату скорости частицы. Эти величины могут достигать очень больших значений в пределах применимости макроскопического рассмотрения и при достаточно малом поглощении.
ИЯИ РАН
Спектр возбуждений лёгких гиперядер в топологической солитонной модели
Рассчитан спектр возбуждений гиперядер со странностью -1 и барионными числами 2 и, частично, 3 в рамках киральной солитонной модели. Ряд таких состояний может быть интерпретирован как глубоко связанные состояния антикаонов и ядер.
ИЯИ РАН
Модификация свойств фи-мезонов в ядерной материи
На основе разработанной модели проведён анализ полученных коллаборацией ANKE в рамках совместного российско-германского эксперимента на ускорителе COSY-Juelich данных по выходу фи-мезонов в диапазоне импульсов 0.6-1.6 ГэВ/c и углов 0-8 градусов в pA реакциях при энергии первичных протонов 2.83 ГэВ. Впервые извлечены зависимости от импульсов полной ширины фи-мезонов в ядерной среде (в системе покоя ядра-мишени и при нормальной ядерной плотности), а также эффективного сечения фи-N взаимодействия в изученном диапазоне импульсов. Полученные результаты являются крайне важными для понимания свойств фи-мезона в ядерной среде и анализа данных недавних экспериментов KEK-PS-E325, SPring-8 и JLab-E01-112.
ИЯИ РАН
Определены сечения образования актиния-225 и тория-227 на ториевой мишени
Закончена обработка данных эксперимента и определены эффективные кумулятивных сечения образования актиния-225 и тория-227 на ториевой мишени при облучении протонами с энергий 40-140 МэВ. На этой основе совместно с Химическим факультетом МГУ им. М.В.Ломоносова начата разработка технологии производства этих важнейших для медицины радионуклидов.
ИЯИ РАН
Улучшение параметров модернизированной установки для поиска массы покоя электронного антинейтрино в бета распаде трития
В первых сеансах на модернизированной установке для поиска массы покоя электронного антинейтрино в бета распаде трития были измерены потери энергии электронов на водороде при различных концентрациях водорода в источнике и спектр конверсионных электронов 83mKr при пустом источнике и источнике, наполненном водородом с различными концентрациями. Было показано, что разрешение спектрометра улучшилось в 3 раза и получены более точные данные для спектра потерь энергии электронов, положения пика возбуждения, ионизации, а также их ширины.
ИЯИ РАН
Обнаружен 2К-захват в изотопе 78Kr
В эксперименте по поиску 2К-захвата в 78Kr, в низкофоновой подземной лаборатории Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН, при сравнении спектра фона низкофонового пропорционального счётчика, заполненного криптоном, обогащённым до 99.81% по изотопу 78Kr (время измерения 9457 час.) и спектра фона с криптоном, обеднённым по этому изотопу ниже 0.002% (время измерения 6243 час.), обнаружен избыток событий, который может быть интерпретирован как 2К-захват в 78Kr (с излучением или без излучения нейтрино) с периодом полураспада (1.4+2.2-0.7)*1022 лет на 90% уровне достоверности.
ИЯИ РАН
Обнаружен двухнейтринный двойной бета-распад изотопа 136Хе
В эксперименте по поиску бета-распада 136Хе при сравнении спектра фона низкофонового пропорционального счётчика, заполненного ксеноном, обогащённым до 94.1% по изотопу 136Хе (время измерения 13200 час.) и спектра фона с ксеноном, содержащим 9.19% изотопа 136Хе (время измерения 13200 час.), обнаружен избыток событий, который может быть интерпретирован как двухнейтринный двойной бета-распад изотопа 136Хе с периодом полураспада (5.5+4.6-1.7)*1021 лет.
ИЯИ РАН
Двухфазная жидкоаргоновая камера для поиска тёмной материи
Разработано предложение поиска тёмной материи Вселенной с помощью двухфазной жидкоаргоновой камеры с большой массой аргона. В проекте предлагается одновременно детектировать ионизационные сигналы и, с высокой эффективностью, сцинтилляционные сигналы с помощью фоточувствительной добавки этилена. Такая методика позволит на несколько порядков более эффективно подавить фон по сравнению с известными экспериментами. Масса жидкого аргона в предлагаемом детекторе может достигать 200 тонн.
ИЯИ РАН
Ограничение на частоту нейтринных всплесков от гравитационных коллапсов звёзд
По данным работы нейтринных телескопов Коллапс (Украина), LSD и LVD (Италия) в течение более 34 лет получено самое сильное экспериментальное ограничение на частоту нейтринных всплесков от гравитационных коллапсов звёзд в Галактике: менее 1 события за 14.8 года на 90% уровне достоверности.
ИЯИ РАН
Повышение эффективности регистрации нейтрона с помощью поваренной соли
С целью улучшения разделения типов нейтрино, регистрируемых при гравитационных коллапсах звёзд на базе детектора LVD в Италии проведён эксперимент, в котором в качестве дополнительной мишени на поверхности объёма, содержащего 8 сцинтилляционных детекторов, было размещено 544 кг поваренной соли. При этом эффективность регистрации нейтрона, образующегося при поглощении нейтрино в сцинцилляторе, возросла с 69% до 80%. Добавление NaCl более чем на 6% увеличивает число регистрируемых взаимодействий электронных нейтрино в детекторе LVD.
ИЯИ РАН
Характеристики мюонных групп глубоко под землёй
На статистике 2-х миллионов мюонных событий с помощью детектора LVD (Италия) получены характеристики мюонных групп на глубине 3300 м.в.э. (метров водного эквивалента) и измерено среднее число нейтронов на мюон, генерируемых одиночными мюонами, мюонными группами и ливнями: 4.1 в 1г/кв.м весовой толщины сцинтиллятора.
ИЯИ РАН
Получены предсказания для свойств космологических неоднородностей плотности энергии для механизмов их генерации, использующих конформную инвариантность, которая могла иметь место в самой ранней Вселенной. Показано, что для таких механизмов характерны статистическая анизотропия случайного поля первичной неоднородности. Это позволит на основе будущих наблюдений отличить конформные механизмы от других моделей типа модели космической инфляции
ИЯИ РАН
Подтверждено существование обрезания Грейзена-Зацепина-Кузьмина
Подтверждено существование обрезания Грейзена-Зацепина-Кузьмина в спектре космических лучей сверхвысоких энергий по данным установки Telescope Array
ИЯИ РАН
Температурные коэффициенты потоков мюонов космических лучей
Расчитаны температурные коэффициенты дифференциальных потоков мюонов космических лучей, приходящих на уровень моря по вертикальному и горизонтальному направлениям с энергиями 102 - 3*106 ГэВ: как источник генерации мюонов в атмосфере рассмотрены распады пионов, каонов и чармированных частиц согласно данных о генерации этих частиц, полученных в экспериментах на ускорителях, и согласно результатам расчётов по моделям квантовой хромодинамики там, где такие данные отсутствуют. Измерение и сравнение с теорией позволит измерить температуру на больших высотах в атмосфере под разными углами при помощи мюонных спектрометров.
ИЯИ РАН
Обнаружение высокоэнергичного гамма-излучения от четырёх гамма-всплесков по данным Fermi LAT
Проведен поиск гамма-излучения высоких энергий, связанного с 581 известными гамма-всплесками, находящимися в поле зрения спутника Fermi LAT. При сравнении с ожидаемым фоном числа фотонов с энергией выше 100 МэВ и выше 1 ГэВ,пришедших за первые 1500 секунд с момента регистрации всплеска из той же пространственной области, обнаружено высокоэнергичное излучение от 19 всплесков, четыре из которых наблюдаются в данном энергетическом диапазоне впервые.
ИЯИ РАН
|
