Паспорт Проекта Программы ОФН РАН “Физика элементарных частиц и фундаментальная ядерная физика” 1. Название Московской Проекта. - мезонной Поиск сверхузких фабрике ИЯИ РАН дибарионных резонансов на (Проект ДИБАРИОН). 2. Руководитель Проекта. Е.С. Конобеевский. 3. Участники Проекта (ИЯИ, Лаборатория атомного ядра), количество научных сотрудников – 7, число молодых сотрудников до 35 лет - 1. 4. Основные В результаты работы по Проекту в 2010 году 2009--2010 г.г. разработана программа исследования нейтрон- нейтронного взаимодействия в реакции nd→pnn (совместно с НИИЯФ МГУ)[12]. Программа предусматривает эксперименты с одновременным определением длин nn будут и np рассеяния в двух геометриях (ВКС и RECOIL. Кроме того проведены измерения в геометриях квазисвободного нейтрон- нейтронного и нейтрон-протонного рассеяния а также в геометрии SPACE STAR, в которой наиболее сильно проявляются эффекты, связанные с наличием трехнуклонных сил. Анализ полученных результатов будет проведен сравнением с расчетами точного решения трехнуклонной задачи - уравнения Фаддеева (совместно с группой В.И.Кукулина, НИИЯФ МГУ). В соответствии с этой программой в 2010 г. проведена модернизация экспериментальной установки Двухплечевой спектрометр, установленной на нейтронном канале РАДЭКС Института ядерных исследований РАН. В работе [3] описана рассеяния ann процедура из извлечения данных величины экспериментального нейтрон-нейтронной исследования длины реакции nd- развала, проводимого на нейтронном пучке Института ядерных исследований РАН. В эксперименте два нейтрона, образующиеся в реакции nd-развала, регистрируются годоскопом нейтронных детекторов при небольших относительных углах ΔΘ для обеспечения условий взаимодействия в конечном состоянии. Длина рассеяния определяется экспериментальной зависимости выхода реакции двух нейтронов (ε) путем сравнения от относительной энергии с результатами численного моделирования при разных значениях длины рассеяния. Проведенное моделирование эксперимента позволило выбрать оптимальные условия эксперимента, отработать методику определения величины длины nnрассеяния и оценить влияние различных факторов на точность ее определения. Анализ полученных в результате моделирования данных позволяет сделать вывод об оптимальном выборе углов разлета нейтронов. Показано, что наименьшая статистическая ошибка в определении длины nn- рассеяния достигается при анализе зависимости выхода реакции n + d → p + n + n от ε для углов разлета нейтронов 6° и 8° (рис. 1). Рис. 1 На основании результатов моделирования была предложена и принята схема расположения детекторов, в которой основными углами разлета являются углы 6° и 10°. Так на схеме для пяти нейтронных детекторов (1,2,3,4,5) с базовым расстоянием ~40 см и расстоянием до мишени 380 см, показанной на рис. 2, имеется 7 комбинаций детекторов с углом разлета 6° (1-2, 1-3, 2-3, 2-4, 3-4, 3-5, 4-5), 2 комбинации с углом разлета 10° (1-4, 2-5), и одна комбинация с углом разлета 12° (1-5). Рис. 2 Для примера, использованная нами ранее линейная схема расположения 5 детекторов с шагом 2°, давала только две комбинации с углом разлета 6°, и одну с углом Кроме разлета 8°. изменения схемы углов детектирования была создана и опробована в эксперименте система защиты нейтронных детекторов. Защита создана из блоков борированного полиэтилена и осуществляет ослабление рассеянного нейтронного излучения пяти нейтронных детекторов (рис. 2). Защита сконструирована, изготовлена и установлена в экспериментальной зоне нейтронного канала РАДЭКС. Создана лазерная система юстировки, как всей системы защиты, так и нейтронных детекторов, расположенных внутри защиты. Проведена юстировка всех нейтронных установки детекторов по расстоянию детекторов с точностью 10 мм, по углу 0.3°. Ослабление нейтронного фона составляет не менее 5 раз, что уменьшает фон случайных совпадений при регистрации двух нейтронов не менее 25 раз. В эксперименте опробован протонный телескоп из двух E детектора (быстрая сцинтиллирующая пластмасса). Применение тонкого (толщина 0.9 мм) в совпадении с E-детектором детекторов также позволило значительно снизить фон случайных совпадений. В систему сбора информации введены каналы амплитудного анализа. Созданы программы сбора информации с время-цифровых и амплитудно-цифровых преобразователей. В этом варианте программы информация с 10 время-цифровых преобразователей (с двух концов пяти время-пролетных нейтронных детекторов) и с двух амплитудно-цифровых преобразователей (E и E амплитуды протонного детектора) записывалась как единое событие при наличии строба (совпадение E-E). Совместно с НИИЯФ МГУ была создана и протестирована компьютерная программа для расчета упругого n-d рассеяния и развала со стандартными парными NN потенциалами, позволяющая включать до 20 каналов с различными парциально-волновыми и спиновыми конфигурациями. Данная сокращения быть программа времени использован данными. была использована получения в Проведенные конечного дальнейшем тестовые для для определения массива данных, сравнения расчеты с позволили возможности который может экспериментальными сделать выводы по оптимизации аппаратных средств компьютера для вычислений, влияющих на быстродействие расчетных программ. Так, ST3500418AS использование (скорость R/W=14.53/2.96 мс, вместо вращения стандартного пластин: чтение/запись: 7 200 R/W=118/116 винчестера об/мин, Мб/с) время Seagate доступа: твердотельного винчестера Kingston SNVP325S2128GB (время доступа: R/W=0.16/0.38 мс, чтение/запись: R/W=223/179 Мб/с) позволяет сократить время счета на 18%, а программного raid-массива из двух таких твердотельных винчестеров позволяет сократить время счета на 29%. Также критичным оказался выбор компилятора оптимизации конечного кода. Так, возможностей компилятора Intel Visual Fortran по сравнению сократить время счета на 64% и его возможности использование оптимизирующих Compiler с к не 11 позволяет оптимизирующей компиляцией, а использование оптимизирующих возможностей компилятора PGI Visual Fortran Compiler 10.6 позволяет сократить время счета, соответственно, на 44% по сравнению с не оптимизирующей компиляцией. Таким образом, использование оптимизирующих возможностей компилятора Intel Visual Fortran Compiler 11 позволяет сократить время счета на 25% по сравнению с использованием оптимизирующих возможностей компилятора PGI Visual Fortran Compiler 10.6. В итоге, за счет оптимизации аппаратных средств компьютера для вычислений и выбора компилятора, удалось сократить время счета более чем в 2 раза. Для вычислительной увеличения мощности быстродействия планируется программ организовать и повышения распараллеливание вычислений с использованием соответствующих возможностей компиляторов и специализированного вычислителя nVidia TESLA 1060 с производительностью ~960 Мфлопс. В ноябре 2010 г. проведен сеанс на нейтронном канале РАДЭКС. Опробована схема эксперимента по измерению квазисвободного np-рассеяния в реакции интервале развала 20-80 дейтрона МэВ. под Протонный действием deltaE-E нейтронов телескоп с энергией устанавливался в под углом 51º, при этом нейтроны могли быть зарегистрированы в детекторах, установленных дейтериевой под углами мишенью CD2 33, 36 и 39º. Измерения (квазисвободное проводились np-рассеяние), так как с и с углеводородной мишенью CH2 (упругое np-рассеяние). В последнем случае проводилось тестирование аппаратуры по реакции упругого np-рассеяния. спектрах протонов и нейтронов наблюдались пики, В соответствующие кинематике исследованных двухчастичных реакций. В сеансе были получены также предварительные данные по реакции ndразвала в геометрии определения длины располагался под взаимодействия nn-рассеяния. углом 75º, В а в этом пять конечном состоянии с случае протонный телескоп нейтронных детекторов целью были установлены под углами в диапазоне 33-42º. Зависимость выхода реакции от относительной энергии двух нейтронов получена для углов их разлета 6 и 10º и для различных энергий первичных нейтронов (30-70 МэВ). Однако определение нейтрон-нейтронной длины рассеяния с хорошей точностью требует большей статистики, и эти измерения будут продолжены. 1. E. Konobeevski, M. Mordovskoy, S. Potashev, V. Sergeev, S. Zuyev. STUDY OF THE ND BREAKUP REACTION AT NEUTRON ENERGY OF 40-60 MEV, International Journal of Modern Physics E 2010, v.19, N 5-6, p. 1162-1169. 2. Е.С. Конобеевский, В.И. Кукулин, С.В. Зуев, М.В. Мордовской, В.Н. Померанцев, С.И. Поташев, О.А. Рубцова, В.А. Сергеев, И.М. Шарапов, Экспериментальное и теоретическое исследование параметров нейтроннейтронного взаимодействия и нейтрон-нейтронной длины рассеяния в реакции n+d p+n+n в свете современных моделей ядерных сил, Препринт ИЯИ РАН 2010, №1251, С. 1-18. 3. С. В. Зуев, Е. С. Конобеевский. ПРОЦЕДУРА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ДЛИНЫ nnРАССЕЯНИЯ ИЗ ДАННЫХ О ВЫХОДЕ РЕАКЦИИ nd-РАЗВАЛА. Известия РАН, сер. физич., 2010, т. 74, № 6, с. 793-797. 5.Публикации: - реферируемые журналы (включая работы, принятые к печати) E. Konobeevski, M. Mordovskoy, S. Potashev, V. Sergeev, S. Zuyev. STUDY OF THE ND BREAKUP REACTION AT NEUTRON ENERGY OF 40-60 MEV, International Journal of Modern Physics E 2010, v.19, N 5-6, p. 1162-1169. Е.С.Конобеевский, Ю.М.Бурмистров, С.В.Зуев, М.В.Мордовской, С.И.Поташев. ОПРЕДЕЛЕНИЕ 1S0 НЕЙТРОН-НЕЙТРОННОЙ ДЛИНЫ РАССЕЯНИЯ В РЕАКЦИИ ND-РАЗВАЛА ПРИ En=4060 МЭВ. Ядерная физика 2010, т. 73, № 8, с. 1343–1349 С.В.Зуев, Е.С.Конобеевский. ПРОЦЕДУРА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ДЛИНЫ nn-РАССЕЯНИЯ ИЗ ДАННЫХ О ВЫХОДЕ РЕАКЦИИ nd-РАЗВАЛА Известия РАН, сер.физ. 2010, т. 74, №6, с. 782-786. E. S. Konobeevsky, L N. Latysheva, and N. M. Sobolevsky, Computer Simulation of an Extracted Beam for the Neutron Generator of the Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences, BRAS: Physics, 2010, Vol. 74, No. 4, pp. 443–446. Е.С.Конобеевскоий, В.И.Кукулин, М.В.Мордовской, В.Н.Померанцев, С.И.Поташев, О.А.Рубцова, В.А.Сергеев, С.В.Зуев, И.М.Шарапов, “Определение длины нейтрон-нейтронного рассеяния из экспериментов по nd-развалу: экспериментальные и теоретические аспекты”, Известия РАН, сер.физ. 2011 (в печати). Е.С. Конобеевский, Л.Н. Латышева, Н.М. Соболевский, Р.Д. Илич, ОПТИМИЗАЦИЯ КОНФИГУРАЦИИ КОЛЛИМАТОРА И ЗАЩИТЫ НЕЙТРОННОГО ГЕНЕРАТОРА НГ-430, Известия РАН, сер.физ. 2011 (в печати). E. S. Konobeevski, M. V. Mordovskoy, I. M. Sharapov, S. I. Potashev, S. V. Zuyev, “Extraction of neutron-neutron scattering length from nn coincidence-geometry nd breakup data”, Nuclear Physics and Atomic Energy 2011 (в печати). ПРЕПРИНТЫ Е.С. Конобеевский, В.И. Кукулин, С.В. Зуев, М.В. Мордовской, В.Н. Померанцев, С.И. Поташев, О.А. Рубцова, В.А. Сергеев, И.М. Шарапов, Экспериментальное и теоретическое исследование параметров нейтроннейтронного взаимодействия и нейтрон-нейтронной длины рассеяния в реакции n+d p+n+n в свете современных моделей ядерных сил, Препринт ИЯИ РАН 2010, №1251, С. 1-18, Издательский отдел ИЯИ РАН Москва.И.Фирсов А.В.Андреев, С.В.Акулиничев, Б.А.Бенецкий, Ю.А.Карпов, Е.С.Конобеевский, В.М.Скоркин, В.И.Фирсов, Перспективы использования мощных нейтронных генераторов в Институте ядерных исследований РАН. Препринт ИЯИ РАН 2010, №1255, С. 1-12, Издательский отдел ИЯИ РАН, Москва. - доклады на конференциях и школах 1. E.S. Konobeevski, Study of neutron-neutron interaction in nd breakup reaction at low energies // Приглашенный доклад 18th INTERNATIONAL SEMINAR ON INTERACTION OF NEUTRONS WITH NUCLEI: «Fundamental Interactions & Neutrons, Nuclear Structure, Ultracold Neutrons, Related Topics» May 25-29, 2010, Dubna, Russia 2. E. S. Konobeevski, M. V. Mordovskoy, I. M. Sharapov, S. I. Potashev, S. V. Zuyev, “Extraction of neutron-neutron scattering length from nn coincidence-geometry nd breakup data”, Устный доклад на 3 International Conference Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy (NPAE-Kyiv 2010) June 7 - 12, 2010, Kyiv, Ukraine 3. Е.С.Конобеевский, Л.Н.Латышева, Н.М.Соболевский, Р.Д.Илич, ОПТИМИЗАЦИЯ КОНФИГУРАЦИИ КОЛЛИМАТОРА И ЗАЩИТЫ НЕЙТРОННОГО ГЕНЕРАТОРА НГ-430, Устный доклад на 60 International Conference on Nuclear Spectroscopy and Nuclear Structure “Nucleus 2010” 4. Е.С.Конобеевскоий, В.И.Кукулин, М.В.Мордовской, В.Н.Померанцев, С.И.Поташев, О.А.Рубцова, В.А.Сергеев, С.В.Зуев, И.М.Шарапов, “Определение длины нейтрон-нейтронного рассеяния из экспериментов по nd-развалу: экспериментальные и теоретические аспекты” Устный доклад на 60 International Conference on Nuclear Spectroscopy and Nuclear Structure “Nucleus 2010”. 6. Поддержка работы за счет грантов РФФИ, госконтрактов, внебюджетных и прочих средств. Получен Грант РФФИ № 10-02-00603-а “ Экспериментальное и теоретическое исследование параметров нейтрон-нейтронного взаимодействия и нейтроннейтронной длины рассеяния в реакции n+d→p+n+n” 7. Адрес web-страницы Проекта. 8. Ожидаемые результаты в 2011 г. (не более 0.5 стр.) Включение в экспериментальную схему сбора данных дополнительных каналов амплитудного анализа; исследование аппаратных функций и калибровка протонных детекторов на пучках протонов с энергией 7-30 МэВ. Моделирование и экспериментальное определение эффективности нейтронных детекторов, отработка схемы реконструкции энергетического спектра первичных нейтронов канала РАДЭКС методом решения обратной задачи. Получение новых данных о реакции nd развала в геометриях КСР и ВКС при различных энергиях первичных нейтронов. Совместно с НИИЯФ МГУ создание компьютерных программ и проведение расчетов процессов nd развала в геометрии КСР и ВКС; проведение оптимизации времени счета программ с использованием соответствующих возможностей компиляторов и специализированного вычислителя для распараллеливания вычислений Руководитель Проекта Е.С. Конобеевский