Паспорт

Паспорт
Проекта Программы ОФН РАН
“Физика элементарных частиц и
фундаментальная ядерная физика”
1. Название Проекта.
Исследования на ускорительном комплексе ФИАН «Пахра»
2. Руководитель Проекта.
кандидат физ.-мат. наук Львов Анатолий Иосифович
3. Участники Проекта (институты, организации, подразделения),
количество научных сотрудников, число молодых сотрудников до
35 лет.
Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН (ФИАН)
при участии:
Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ)
Белгородского государственного университета (БелГУ)
Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ (НИИЯФ МГУ)
Московского государственного университета (МГУ, физ. факультет)
В 2009 году в исследованиях принимали участие:
33 сотрудника Отдела физики высоких энергий ФИАН: 19 научных сотрудников (5
дфмн, 9 кфмн, 5 - без степени), 6 - инженеры, 1 – техник, 2 – лаборанты, 5 - рабочие. В
возрасте до 35 лет никого нет;
8 сотрудников, студентов и аспирантов Белгородского государственного университета (в их числе 2 кандидата наук моложе 35 лет и 4 студента-дипломника),
2 сотрудника лаборатории физики высоких энергий Объединенного института ядерных исследований,
2 сотрудника НИИЯФ МГУ,
3 сотрудника физического факультета МГУ (в их числе 2 кандидата наук в возрасте до
35 лет).
4. Основные результаты работы по Проекту в 2009 году
(не более 1 страницы).
Преамбула
В последние годы на ускорительном комплексе «Пахра» в основном велись
исследовательские работы:
 по изучению -мезонных ядер на тормозном -пучке электронного синхротрона С25Р (в режиме с максимальной энергией до 850 МэВ). Цель работы – отработка методов
идентификации -мезонных ядер (квазисвязанных состояний -мезона и ядра);
определение энергий, ширин и сечений образования таких состояний, вероятностей
различных мод их распада; сравнение данных с богатым набором имеющихся
предсказаний, основанных на различных моделях N-взаимодействия и поведения адронов
(, , N, S11(1535)) в ядерной среде;
 по изучению околопорогового фоторождения 0-мезонов на ядрах на выведенном
электронном пучке с энергией 350 МэВ и пучке меченых фотонов. Главная цель работы 
определение околопороговых амплитуд фоторождения пионов E0+ на ядрах и нуклонах,
особенно нейтрона, для которого никаких прямых данных до сих пор в мире нет; проверка
имеющихся предсказаний киральной теории возмущений (динамической модели КХД при
низких энергиях), а также феноменологических моделей и парциальных анализов;
 по исследованию рентгеновского поляризационного тормозного излучения (ПТИ)
релятивистских электронов в веществе. В отличие от обычного рентгеновского излучения,
вызванного торможением электронов в веществе, а также выбиванием связанных
электронов из атомных оболочек, ПТИ возникает благодаря поляризации атомных оболочек
пролетающими заряженными частицам. Для ПТИ характерны большие прицельные
расстояния, и поэтому его характеристики особенно чувствительны к пространственному
распределению рассеивателей. Цель работы  изучение проявлений в таком излучении
пространственной структуры вещества – текстуры, гранулярности и т.п.; создание новых
методов диагностики структуры веществ; изучение возможности создания на основе ПТИ
источников квазимонохроматического рентгеновского излучения с перестраиваемой длиной
волны.
Проводились также измерения прикладного характера на тестовых пучках, пучках
фотонов низких энергий, работы по созданию канала синхротронного излучения, по
модернизации ускорительного комплекса. Начата подготовка к монтажу в ускорительном
зале комплекса «Пахра» нового электронного разрезного микротрона на энергию 55 МэВ,
предназначенного для проведения фотоядерных измерений фундаментального и
прикладного характера (обнаружение скрытых взрывчатых веществ).
Основные результаты в 2009 г.
А) Продолжался эксперимент по исследованию -мезонных ядер на тормозном пучке электронного синхротрона С-25Р на модернизированной экспериментальной
установке, включающей три время-пролетных спектрометра (два из них - для регистрации
заряженных и нейтральных частиц, продуктов распада эта-ядер: коррелированных
(разлетающиеся с большими противоположными импульсами) +n, pp и pn пар, которые
рождаются во внутриядерных процессах NN и NNNN с участием захваченного
(остановившегося) -мезона; третий спектрометр предназначен для регистрации протонов,
выбиваемых фотоном вперед при рождении медленного -мезона. В марте-апреле 2009 г.
был проведен новый сеанс измерений и набрано ~25 тыс. событий с зарегистрированными
коррелированными парами при максимальной энергии гамма-пучка 850 МэВ. Используя
разделение пионов и протонов по Е, были отдельно изучены каналы с +n и с pp или pn
парами. Согласно теоретическим ожиданиям pn-мода распада эта-ядер может иметь
заметную вероятность, сопоставимую с вероятностью распада по каналу +n. В спектрах
коррелированных pn-пар был найден ожидаемый пик в области скоростей частиц   0.63 ,
свидетельствующий о двухнуклонном распаде остановившегося -мезона в ядре.
Установлена резкая угловая направленность обнаруженных корреляций: в фоновом
измерении со сбитым на 30о азимутальным углом расстановки плеч pn-пик практически
пропадал. Начато моделирование полученных скоростных распределений с
использованием модели внутриядерного каскада, которая не учитывает формирование
связанных -мезон-ядерных состояний. Моделирование качественно воспроизводит
наблюдающиеся распределения за исключением областей скоростей, характерных для
распада -мезонных ядер по каналам N и NN, где наблюдается избыток событий. Набор
статистики, измерения фона и дальнейший анализ данных будут продолжены.
Б) На электронном пучке микротрона-инжектора проводились исследования свойств
рентгеновского излучения, возникающего при прохождении узкого электронного пучка
через кристаллы кремния. Был экспериментально подтвержден ранее предсказанный
эффект значительного усиления выхода излучения при определенных углах падения.
Полученный результат является важным этапом на пути создания источников нового типа
квазимонохроматического рентгеновского излучения в кэВ-ной области с перестраиваемой
длиной волны.
В) Продолжались экспериментальные и теоретические исследования переходного
излучения банчей заряженных частиц в сложных структурах (двугранные и трехгранные
углы, конусы). Обнаруженные особенности такого излучения позволяют успешно его
использовать для диагностики пучков ускорителей частиц.
5. Публикации:
- реферируемые журналы (включая работы, принятые к печати)
Г.А. Сокол, Е.М. Лейкин. «Изучение ядерного взаимодействия изоскалярных η-, ω-, η’- и φмезонов». Препринт ФИАН N 4, 2009; arXiv: 0902.1408; Краткие сообщ. по физике №6, 2009.
В.А. Басков, А.В. Кольцов, А.И. Львов, Л.Н. Павлюченко, В.В. Полянский, С.С. Сидорин, Г.А.
Сокол, С.В. Афанасьев, А.И. Малахов, А.С. Игнатов, В.Г. Недорезов. «Изучение рождения и
распадов -мезонных ядер на синхротроне "Пахра": новые результаты». Направлено в
Краткие сообщ. по физике.
В.А. Басков, В.В. Ким, В.А. Хабло. “Трансформация амплитудного спектра и режекция по
направлению”. Переработанный текст направлен в ПТЭ.
А.Н. Елисеев, А.С. Кубанкин, Р.М. Нажмутдинов, Н.Н. Насонов, В.И. Сергиенко, А.В. Субботин,
Г.Г. Субботин, В.А. Хабло. «Обнаружение эффекта усиления параметрического излучения в
условиях скользящего падения релятивистских электронов на поверхность кристалла».
Письма ЖЭТФ, том 90, № 6, 483 (2009).
A.N. Eliseev, V.A. Khablo, A.S. Kubankin, N.N. Nasonov, R.M. Nazhmudinov, V.I. Sergienko, A.V.
Subbotin. “First observation of parametric X-ray radiation enhancement for grazing incident
electrons”. Submitted to NIM B.
А.В.Серов. «Использование переходного излучения в малом двугранном угле для
регистрации релятивистских частиц». Краткие сообщ. по физике, вып.2, 12 (2009).
А.В.Серов. «Экспериментальное исследование когерентного переходного излучения релятивистских электронов в двугранном угле». ЖЭТФ, т.135, вып.4, 670 (2009).
А.В.Кольцов, А.В.Серов. «Переходное излучение в двугранном угле, идеально проводящими
поверхностями». ЖЭТФ, т.136, вып.1(7), 44 (2009).
А.В.Кольцов, А.В.Серов. «Переходное излучение частицы, вылетающей из вершины
проводящей конической поверхности». ЖЭТФ, т.136, вып.6(12), 1170 (2009).
Б.М.Болотовский, А.В.Серов. «Переходное излучение на границе с черным телом». Письма
ЖЭТФ, т.90, вып.6, 486 (2009).
Б.М.Болотовский, А.В.Серов. «Особенности поля переходного излучения». УФН, т.179, вып.5,
517 (2009).
- доклады на конференциях и школах
A.I. L'vov, “Search for -mesic nuclei”. XII International Seminar on Electromagnetic Interactions
of Nuclei, Moscow, September 17-20, 2009 (EMIN209). Будет опубликовано в Трудах семинара.
E.G. Bessonov, V.G. Kurakin, A.I. L'vov, G.A. Sokol, V.G. Nedoresov, B.S. Ishkhanov, E.M. Leikin, V.I.
Shvedunov, A.I. Malakhov. “Superconducting RF electron recirculator for nuclear and particle
physics research as upgrade of the accelerator complex of Lebedev Physical Institute in Troitsk”.
XII International Seminar on Electromagnetic Interactions of Nuclei, Moscow, September 17-20,
2009 (EMIN209). Будет опубликовано в Трудах семинара.
E.G. Bessonov, V.N. Fetisov, L.V. Filkov, V.G. Kurakin, A.I. Lebedev, A.I. Lvov, E.I. Malinovsky, V.A.
Petrunkin, G.A. Sokol, V.G. Nedoresov, B.S. Ishkhanov, E.M. Leikin, V.I. Shvedunov, A.I. Malakhov.
“Physics of Electromagnetic Interactions at Electron Accelerator of Lebedev Physical Institute:
Current Status and Prospects”. XII International Seminar on Electromagnetic Interactions of
Nuclei, Moscow, September 17-20, 2009 (EMIN209). Будет опубликовано в Трудах семинара.
M.I. Levchuk, A.I. L’vov. “d Scattering and Polarizabilities of the Neutron”. XII International
Seminar on Electromagnetic Interactions of Nuclei, Moscow, September 17-20, 2009 (EMIN209).
Будет опубликовано в Трудах семинара.
M.I. Levchuk, A.I. L’vov. “On deuteron Compton scattering in a potential model”. Межд.
Гомельская школа-семинар «Актуальные проблемы физики микромира», 15-26 июля 2009 г.,
Гомель, Беларусь. Будет опубликовано в Трудах семинара.
А.С. Белоусов, Е.И. Малиновский, С.В. Русаков. «Черенковские спектрометры полного
поглощения: создание и применение в физике высоких энергий». II Черенковские чтения:
Новые методы в экспериментальной ядерной физике и физике элементарных частиц
(Москва, ФИАН, 14 апреля 2009 г.). Опубликовано в Трудах II Черенковских Чтений (изд.
ФИАН, дек. 2009 г.).
В.А. Басков. "Коэффициент трансформации - метод определения степени искажения
спектров". Научная сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН "Физика фундаментальных
взаимодействий-2009" (Москва, ИТЭФ, 23-27 ноября 2009).
В.И. Сергиенко. «Search for Anomalous Polarization Bremsstrahlung Peaks from Polycrystalline
Targets». VIII International Symposium "RREPS-09"  Radiation from Relativistic Electrons in
Periodic Structures . Звенигород, 7-11 сентября 2009 г.
A.V. Serov. “Experimental investigation of coherent transition radiation generated by relativistic
electron in dihedral angles”. VIII International Symposium  Radiation from Relativistic Electrons
in Periodic Structures. Звенигород, 7-11 сентября 2009 г. (RREPS-09).
B.M. Bolotovskii, A.V. Serov. “On some features of transition radiation”. VIII International
Symposium  Radiation from Relativistic Electrons in Periodic Structures. Звенигород, 7-11
сентября 2009 г. (RREPS-09).
A.V. Koltsov, A.V. Serov. “Transition radiation in the dihedral angles formed by ideally conducting
Planes”. VIII International Symposium  Radiation from Relativistic Electrons in Periodic
Structures. Звенигород, 7-11 сентября 2009 г. (RREPS-09).
Л.З. Джилавян, А.И. Карев, В.Г. Раевский. "Обнаружение и идентификация скрытых
взрывчатых веществ в системах фотоядерного детектирования". 59-е Международное
совещание по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра "ЯДРО 2009"
(Фундаментальные проблемы и прикладные аспекты ядерной физики: от космоса до
нанотехнологий, 15-19 июня 2009 г., Чебоксары).
L.Z. Dzhilavyan, A.I. Karev, V.D. Laptev, V.G. Raevsky. "Production of short-lived isotopes 12N and
12B in 14N(,2n), 14N(,2p) and 13C(,p) reactions". XII International Seminar on Electromagnetic
Interactions of Nuclei, Moscow, September 17-20, 2009 (EMIN209).
Lev Fil'kov, Viktor Kashevarov, "Dispersion sum rules for pion polarizabilities". 6th Intern.
Workshop on Chiral Dynamics, July 6-10, 2009, Bern, Switzerland (CD09). Будет опубликовано в
Трудах. arXiv: 0909.4849.
V.N. Fetisov. “Shell model of light hypernuclei with ΛN and ΛNN forces derived from
hypernuclear γ-line data”. 10th Intern. Conf. on Hypernuclear and Strange Particle Physics,
September 14-18, 2009, Tokai, Ibaraki, Japan. Будет опубликовано в Трудах.
- защита диссертаций
нет
- подготовка дипломных (бакалаврских, магистерских) работ
нет
- публикации в средствах массовой информации и др.
нет
6. План работы на 2010 год
0.5 стр.)
и ожидаемые результаты (не более
А) В эксперименте по изучению эта-мезонных ядер на пучке тормозных -квантов
синхротрона С-25Р продолжить набор статистики регистрируемых двойных и тройных
совпадений, в том числе при сбитых углах расстановки плеч время-пролетных
спектрометров. Ожидается увеличить в 2-3 раза статистику в центральных положениях
спектрометров. Продолжить симуляцию эксперимента с использованием модели
внутреннего ядерного каскада. Определить из симуляции энерговыделений E в слоях
детекторов точную временную привязку событий при регистрации частиц на совпадение,
откалибровать скоростные распределения частиц и определить их энергетические
распределения, необходимые для определения ширин и энергий связи эта-ядер.
Б) В эксперименте на электронном пучке микротрона-инжектора продолжить изучение
рентгеновских спектров поляризационного тормозного излучения от различных материалов
с помощью модернизированной экспериментальной установки в широком диапазоне углов.
В) Установить в экспериментальном зале экспериментальное оборудование Томского
политехнического университета для работы на тормозном гамма-пучке.
Руководитель Проекта
кфмн А.И.Львов,
зав. отделом физики высоких энергий
Отделения ядерной физики и астрофизики ФИАН