Основные показатели эффективности деятельности
Института ядерных исследований
Российской академии наук
(ИЯИ РАН)
в 2000 – 2004 гг.
1. – уровень фундаментальных исследований и их ориентированность на достижение результатов в приоритетных областях знаний.
Некоторые результаты мирового уровня по направлениям научных исследований ИЯИ РАН 1 :
Физика элементарных частиц, физика высоких энергий, теория калибро-вочных полей и фундаментальных взаимодействий, космология
Развит квазиклассический метод расчёта процессов с изменением топологического числа при столкновении частиц высоких энергий. Исследования процессов с нарушением топологических чисел и связанной с этим наблюдаемой барионной асимметрии Вселенной были отмечены премиями Померанчука и Фридмана {3пм, 9ф}2, были защищены 3 кандидатских диссертации {5.286к, 4.275к, 3.238к}, В.А.Кузьмин был избран членом-корреспондентом РАН. По близкой тематике были защищены 2 кандидатских диссертации и диплом инженера{9.169к, 9.166к, 9.259и}.
Развита теория с большими и бесконечными дополнительными измерениями и определены экспериментальные возможности проверки её предсказаний. Теория является лидером по числу цитирований в последнее время, отмечена премией Маркова {5м}, были защищены кандидатская и 2 магистерских диссертации {4.274к, 1.206м, 1.203м}.
В моделях киральных топологических солитонов рассчитаны спектры экзотических барионных состояний, одно из которых обнаружено в эксперименте в ЦЕРН. Теория объясняет наблюдения в последние годы частиц нового типа – пентакварков. Были защищены 2 магистерских диссертации {4.257м, 1.204м}.
Показано, что поправки в теории возмущений квантовой хромодинамики и степенные поправки к валентной части правил сумм Готтфрида для структурной функции F2 подавлены фактором 1/N2, где N - есть число цветов кварков. Вычислен потенциал открытия новых суперсимметричных частиц - слептонов на большом адронном коллайдере для детектора Компактый мюонный соленоид. Развитие квантовой хромодинамики и её приложений к текущим и будущим экспериментам отмечены премией Боголюбова {2б}, были защищены 3 докторские, 5 кандидатских, 2 магистерских диссертаций и 2 диплома инженера{3.244д, 3.243д, 8.155д, 3.255к, 1.195к, 1.196к, 0.174к, 9.163к, 4.248м, 3.235м, 9.258и, 9.261и}.
В прямом эксперименте по бета-распаду трития на установке ТРОИЦК-НЮ-МАСС ИЯИ РАН получено лучшее в мире ограничение сверху на массу электронного антинейтрино 2.05 эВ/с2 при 95% уровне достоверности. Успех эксперимента породил новый более круномасштабный проект в Германии (начало измерений в 2007 году). Достижения отмечены премией Маркова {4м}, были защищены кандидатская и магистерская диссертации {4.285к, 4.256м}, В.М.Лобашёв был избран действительным членом РАН, награждён орденом Дружбы.
На установке ИСТРА+, работающей на пучке ускорителя У-70 в Протвино, в сотрудничестве с ИФВЭ на статистике, значительно превышающей мировую, получены новые параметры ряда редких распадов каонов, ограничения на отсутствие скалярного и тензорного взаимодействия, нижний предел вероятности рождения новой частицы - сголстино в широком диапазоне её масс. Были защищены 4 магистерских диссертации {4.249м, 2.224м, 1.205м, 0.272м}, В.Н.Болотову присвоено почётное звание «Заслуженный деятель науки РФ».
В эксперименте Е949 в Брукхэвенской национальной лаборатории (США) с участием ИЯИ РАН получен новый результат по измерению редкого распада положительного каона на пион и два нейтрино. Было зарегистрировано третье событие этого распада, вероятность которого в два раза превосходит предсказание Стандартной Модели, и может быть сильным указанием на новую физику. По работам этого направления были защищены 1 докторская, 5 кандидатских и 6 магистерских диссертаций {3.240д, 5.314к, 3.213к, 0.175к, 9.164к, 9.161к, 5.315, 3.232м, 3.230м, 1.202м, 0.270м, 0.271м}.
При исследовании взаимодействий ультрарелятивистских ядер свинца в эксперименте NA50 обнаружен эффект аномального подавления рождения состояний чармония – связанных состояний чармированного кварка и антикварка. Наиболее вероятным объяснением этого явления является образование кварк – глюонной плазмы при центральных – лобовых соударениях ядер, что является подтверждением представления о создании Вселенной в результате Большого взрыва. Была защищена магистерская диссертация {2.223м}. А.Б.Курепину присвоено почётное звание «Заслуженный деятель науки РФ».
На линейном ускорителе ИЯИ в эксперименте по поиску сверхузких дибарионов в спектрах недостающей массы наблюдались пики при значениях масс 1904, 1926 и 1942 МэВ со статистической значимостью 6, 7 и 6.3 стандартных отклонений. По результатам работы была защищена кандидатская диссертация {0.173к}. По близкой тематике были защищены 3 кандидатских диссертации {9.167к, 8.158к, 8.157к}.
Нейтринная астрофизика, нейтринная и гамма астрономия, физика космических лучей, проблема солнечных нейтрино
Анализ данных всех экспериментов с солнечными нейтрино, в котором результаты Галлий-германиевого нейтринного телескопа Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН (Российско-Американский эксперимент SAGE), полученные за период измерений, превышающий половину 22-х летнего цикла солнечной активности, играют ключевую роль, позволяет сделать следующие выводы:
а) Многолетняя проблема солнечных нейтрино однозначно решается, если принять во внимание осцилляции нейтрино с учётом влияния вещества Солнца;
б) Термоядерные реакции, происходящие в центре Солнца, являются источником солнечной энергии, а стандартная солнечная модель достаточно точно описывает нашу звезду.
Достижения отмечены премиями Маркова, Понтекорво и РФ {3м, 1пн, 9г}, были защищены 2 кандидатские диссертации {3.214к, 9.162к}.
В эксперименте на Байкальском нейтринном телескопе НТ-200 достигнуто новое, одно из двух наиболее сильных на сегодняшний день ограничений сверху на интенсивность природного диффузного потока нейтрино всех типов в диапазоне энергий от 10 ТэВ до 10 ПэВ, которое находится в области теоретически предсказываемых значений. Получено также наиболее сильное на сегодняшний день ограничение на поток электронных антинейтрино в области резонанса с энергией E=6.3 ПэВ, которое составляет менее 5.6·10-20 нейтрино на см2 cек ср ГэВ. Достижения отмечены премией Черенкова {4ч}, были защищены 3 докторских, 3 кандидатских и магистерская диссертации {5.313д, 3.237д, 9.160д, 5.327, 4.273к, 2.212к, 5.316м}
На комплексе подземного сцинтилляционного телескопа БПСТ и нагорной установки Андырчи Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН измерен энергетический спектр Широких атмосферных ливней в области излома спектра. Излом обнаружен также и в зависимости числа мюонов с энергией больше 230 ГэВ от полного числа заряженных частиц в ливне, что можно интерпретировать как утяжеление состава первичного космического излучения в области после излома спектра. На детекторах Андырчи и Ковёр впервые зарегистрированы солнечные космические лучи большой энергии, выше 5.8 ГэВ. Более полных и точных данных по анизотропии космических лучей не имеет ни одна группа в мире. Исследования космических лучей в ИЯИ РАН отмечены медалью Скобельцина, премиями Маркова, Ломоносова и РФ {4с, 2м, 2л, 9г}, были защищены докторская и 3 кандидатские диссертации {3.236д, 3.215к, 1.210к, 9.172к}
В подземных низкофоновых лабораториях Баксанской нейтринной обсерватории получены новые ограничения на вероятности двухнейтринного и безнейтринного двойного бета-распада ряда изотопов. Это позволит уточнить расчёты ядерных матричных элементов и получить оценку для массы нейтрино на уровне 0.1 – 0.3 эВ. По работам этого направления были защищены 2 кандидатские диссертации {9.165к, 8.156к}.
В долгосрочных экспериментах на подземных сцинтилляционных детекторах LVD (Гран Сассо, Италия, 12 лет) и «Коллапс» (Соледар, Украина, 26 лет) с достоверностью 90% получено самое жёсткое ограничение сверху на частоту гравитационных коллапсов звёздных ядер (в том числе скрытых – без сброса оболочки) в галактиках Млечный путь и Магеллановы облака: 0.19 в год. Были защищены кандидатская и магистерская диссертации {4.250м, 1.208к}. О.Г.Ряжская избрана членом-корреспондентом РАН.
Разработка и создание нейтринных телескопов в низкофоновых подземных лабораториях и глубоко под водой для исследования природных потоков нейтрино и других элементарных частиц
Галлий-германиевый нейтринный телескоп Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН (ГГНТ) является одним из пяти нейтринных телескопов, созданных в мире за последние несколько десятилетий. В отличие от других действующих нейтринных телескопов, ГГНТ имеет низкий энергетический порог (233 кэВ), что даёт уникальную возможность измерения величины практически всего потока солнечных нейтрино. ГГНТ среди нейтринных телескопов имеет самое длительное время непрерывного наблюдения, что при продолжении наблюдений в течение следующих 6-7 лет позволит сделать заключении о временных вариациях потока. Достижения отмечены премиями Маркова, Понтекорво и РФ {3м, 1пн, 9г}, была защищена кандидатская диссертация {3.214к}.
Байкальский нейтринный телескоп НТ-200 ИЯИ РАН является единственным в мире действующим глубоководным черенковским детектором элементарных частиц и одним из трёх крупнейших (наряду с подземным телескопом SUPERKAMIOKANDE и подлёдным детектором AMANDA на Южном полюсе) по своей эффективной площади и эффективному объёму детекторов нейтрино высоких энергий. Ведущаяся модернизация телескопа позволит увеличить детектируемый объём до величины порядка проектируемого объёма детектора AMANDA, в отличии от которого НТ-200 может наблюдать события в интересном направлении центра нашей Галактики. Достижения отмечены премией Черенкова {4ч}, были защищены 3 докторских, 3 кандидатских и магистерская диссертации {5.313д, 3.237д, 9.160д, 5.327, 4.273к, 2.212к, 5.316м}
На Баксанском подземном сцинтилляционном телескопе ИЯИ РАН получено одно из лучших ограничений на поток магнитных монополей в диапазоне скоростей (0.1-0.0002) от скорости света за 14.56 лет чистого времени набора информации: не более 3.210-16 cм-2 с-1ср-1 на 90% доверительном уровне. В подземных низкофоновых лабораториях Баксанской нейтринной обсерватории получены новые ограничения на область параметров гипотетических слабовзаимодействующих частиц небарионной тёмной материи, получено новое ограничение на время жизни возбужденной газообразной молекулы воды относительно молекулярно-ядерного перехода при исследовании явления сонолюминесценции.Создание комплекса детекторов Баксанской нейтринной обсерватории, низкофоновых лабораторий глубокого залегания и проведение здесь фундаментальных исследований отмечены медалью Скобельцина, премиями Маркова, Ломоносова и РФ {5с, 2м, 2л, 9г}, были защищены докторская и 2 кандидатские диссертации {3.236д, 3.215к, 1.210к}
На созданных ИЯИ РАН крупных подземных сцинтилляционных детекторах LVD (1.1 кт сцинтиллятора и 1кт железа, Гран Сассо, Италия) и «Коллапс» (100 кг сцинтиллятора, Соледар, Украина) в течение длительного времени, 12 лет и 26 лет соответственно, ведётся мониторинг гравитационных коллапсов звёздных ядер (в том числе скрытых – без сброса оболочки) в галактиках Млечный путь и Магеллановы облака. Это важно как для понимания эволюции звезд, так и для обнаружения катастрофических событий в нашей и ближайших галактиках. Были защищены кандидатская и магистерская диссертации {4.250м, 1.208к}. О.Г.Ряжская избрана членом-корреспондентом РАН.
Физика атомного ядра, динамика ядерных и фотоядерных реакций, физика радионуклидов и тяжёлых ионов
В коллаборации А2, в которой участвует ИЯИ РАН, на пучке меченых фотонов микротрона непрерывного действия MAMI (Майнц, Германия) впервые измерено сечение Комптоновского рассеяния на протоне в интервале энергий начальных фотонов 200 - 470 МэВ и угле рассеяния 136. Получено значение обратной спиновой поляризуемости протона, хорошо согласующееся с предсказаниями дисперсионной и киральной пертурбативной теорий и подтверждающее результат эксперимента LARA (А2 - ИЯИ РАН), но существенно отличающееся от результата LEGS (Брукхэвен, США). С участием коллаборации ГДХ измерено полное сечение реакции двойного фоторождения пионов на протоне в зависимости от спиновой ориентации протонов и циркулярно поляризованных фотонов в диапазоне энергий 400 - 800 МэВ. Определён вклад данного канала в правило сумм Герасимова-Дрелла-Хирна от порога до 800 МэВ. По исследованиям комптоновского рассеяния и спиновых эффектов были защищены докторская, 2 кандидатские диссертации, диплом инженера {1.209д, 4.252к, 2.211к, 9.262и}
На пучке меченых поляризованных фотонов с энергией 650 – 1500 МэВ в рамках коллаборации ГРААЛЬ (Гренобль, Франция) исследовано двойное фоторождение нейтральных пионов на протоне. Впервые установлено существование резонанса в полном сечении этого процесса при энергии выше 1 ГэВ, который интерпретируется как селективное возбуждение Р11 и D13 нуклонных резонансов.
На ускорителях в ИЯИ РАН (Троицк) и Канадском национальном центре ТРИУМФ (Ванкувер) при облучении протонами с энергией от 100 до 500 МэВ мишени из тантала 181 получены пять ядерных изомеров с различными значениями спина. С помощью радиохимической методики с высокой точностью измерены сечения образования и впервые построена систематика, описывающая закономерности синтеза ядер в высокоспиновых состояниях в реакциях с протонами средних энергий. Предложено качественное теоретическое объяснения наблюдаемых закономерностей.
Нейтронная физика, технология интенсивных источников нейтронов, исследование конденсированных сред, радиационное материаловедение
Создан и развивается Центр нейтронных исследований ИЯИ РАН для проведения фундаментальных и прикладных исследований в области ядерной физики, физики конденсированных сред, радиационного материаловедения, биологии и медицины, разработки технологий безопасной ядерной энергетики. Был введён в строй (единственный в России) импульсный источник нейтронов на интенсивном пучке ускоренных протонов сильноточного линейного ускорителя Московской мезонной фабрики, запущен уникальный 100-тонный сверхчувствительный спектрометр нейтронов по времени замедления в свинце (СВЗ) с разрешением, близким к теоретическому значению, осуществлены исследования (n, γ) реакций на Cu, Mn, Co, S, Bi, V, Sb и реакций деления на 235U, 240Pu. Впервые экспериментально наблюдён процесс глубокоподбарь-ерного деления ядер 232 Th.
В ИЯИ РАН создан нейтронный времяпролётный спектрометр РАДЭКС и выполнены первые измерения потоков быстрых и промежуточных нейтронов в интервале энергии от 1 кэВ до 2 МэВ на 50 м пролётной базе, спектров гамма-излучения с энергией до 1.5 МэВ, сопровождающего генерирование нейтронов, спектров нейтронов, рассеянных на вольфраме, висмуте и барии. Программа исследований нейтронных сечений и силовых функций чётно-чётных ядер базируется на впервые полученном согласованном описании сечений взаимодействия нейтронов с несферическими ядрами и силовых функций s-, p- и d- нейтронов. По работам в этой области физики были защищены 3 кандидатских диссертации и диплом инженера {9.171к, 9.168к, 8.159к, 9.260и}.
Разработан универсальный транспортный код SHIELD, предназначенный для компьютерного моделирования процессов взаимодействия частиц и ядер с веществом. Код SHIELD является единственной программой в мире, позволяющей моделировать ядерно-каскадный процесс в макроскопической мишени под действием пучка произвольных ядер. По результатам исследований была защищена докторская диссертация {4.247д}.
Впервые были получены данные по коэффициентам низкотемпературной (300K) и термической диффузии углерода в кристаллах оливинов и нижнему пределу энергии активации. Было установлено, что коэффициент радиационно-ускоренной диффузии углерода в кристаллах оливинов более чем на 7 порядков выше термического. Оливины - минералы, входящие в состав мантии Земли, вероятно, были образованы непосредственно в захваченной и разогретой звездами космической пыли. Впервые определена максимальная концентрация углерода в оливинах метеоритов, связанная с концентрацией вакансий от альфа-излучения естественных радионуклидов. Экспериментально изучена модификация оливинов под воздействием пучка протонов 1425 МэВ на ускорителе ЭГ-2.
|
