Важнейшими достижениями 2014 года Ученый Совет ИЯФ признал следующие результаты:

 

В области ядерной физики, физики элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий:

  • Впервые вблизи порога реакции измереносечение рождения нейтрон-антинейтронных пар в электрон-позитронной аннигиляции. Эксперимент выполнен на коллайдере ВЭПП-2000 с детектором СНД.
  • С высокой точностью измерена скорость распада J/φ → γ ηс , что позволило устранить существовавшее ранее противоречие экспериментальных данных с предсказаниями теории. Эксперимент выполнен на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-4М с детектором КЕДР.
  • Установлено наиболее строгое ограничение на вероятность распада η'(958)-мезона на электрон-позитронную пару. Эксперимент выполнен на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 с детектором КМД-3.
  • С лучшей в мире точностью измерена масса τ-лептона в совместном эксперименте с детектором BES-III на электрон-позитронном коллайдере BEPC-II (Пекин, КНР).
  • Впервые измерена асимметрия сечений упругого рассеяния позитронов и электронов на протонах, что позволило определить вклад двухфотонного обмена в этой реакции.
  • Впервые предсказана и вычислена зарядовая асимметрия в процессах фоторождения при высоких энергиях мюон-антимюонных пар в поле тяжелого атома.


В области физики плазмы:

  • При дополнительном СВЧ нагреве плазмы достигнута рекордная для квазистационарных магнитных ловушек открытого типа величина электронной температуры 900 эВ на установке ГДЛ.
  • Впервые получено аналитическое решение трёхмерной задача Пирса.
  • Впервые выполнены расчёты устойчивости вольфрама к механическому разрушению при импульсных тепловых нагрузках с учётом развития пластической деформации
  • Впервые создан сильноточный поверхностно-плазменный источник отрицательных ионов с активным контролем температуры сеточной системы и распределенной подачей цезия на поверхность эмиттера большой площади. Получен пучок ионов H- с током порядка 1 А, энергией 86 кэВ в импульсах до 8 сек.
  • Разработан новый способ продольного удержания плазмы в линейных открытых ловушках, основанный на активном управлении течением плазмы путем её вращения в спирально-гофрированном магнитном поле

 

В области физики и техники ускорителей заряженных частиц, источников СИ и ЛСЭ:

  • Разработаны, изготовлены и поставлены в ОИЯИ (г. Дубна) уникальные ускоряющие широкополосные высокочастотные станции на основе новых аморфных магнитных материалов для бустера коллайдера ''НИКА''
  • Разработан, изготовлен и успешно испытан новый источник электронов с большим средним током на основе высокочастотного резонатора с сеточно-управляемым термокатодом для специализированного ускорителя РФЯЦ-ВНИИЭФ (г. Саров).
  • Осуществлен пуск в эксплуатацию первого промышленного ускорителя электронов ИЛУ-14 с уникальной совокупностью параметров (энергия пучка - до 10 МэВ, мощность пучка - до 100 кВт) в Федеральном Медицинском Биофизическом Центре им. А.И.Бурназяна ФМБА России для разработки новых радиационных технологий
  • Разработана и успешно применена новая система подавления вторичных процессов в ускорительной трубке, позволившая на порядок уменьшить время выхода ускорителя электронов ЭЛВ на проектные параметры
  • Разработана уникальная методика выделения чистого радиоуглеродного пучка, позволившая достигнуть статистической точности измерения концентрации лучше 1% на ускорительном массспектрометре в Центре коллективного пользования СО РАН «Геохронология кайнозоя».
  • Разработано и изготовлено уникальное магнитное оборудование для ионного синхротрона для терапии рака MEDAUSTRON (Австрия), позволившее в короткие сроки получить терапевтический пучок с проектными параметрами.
  • Впервые обнаружен масштабный эффект при изучении динамики образования детонационных алмазов с использованием жесткого СИ (ИГИЛ СО РАН, ИХТТМ СО РАН, ИЯФ СО РАН, РФЯЦ ВНИИТФ)
  • Испытан и модернизирован эллипсометр, использующий перестраиваемое по частоте терагерцовое излучение лазера на свободных электронах (ИЯФ СО РАН, ИФП СО РАН, НИИ терапии СО РАМН, Институт молекулярной биологии и биофизики СО РАМН).

Важнейшими достижениями 2013 года Ученый Совет ИЯФ признал следующие результаты:

 

В области ядерной физики, физики элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий:

  • В эксперименте с детектором СНД на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 впервые измерены сечения процессов с магнитно-дипольными радиационными распадами возбужденных векторных мезонов rho(1450), phi(1680) -> eta gamma.
  • В эксперименте с детектором КМД-3 на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 с лучшей в мире точностью измерено аномальное поведение сечения электрон-позитронной аннигиляции в шесть пионов при энергии встречных пучков, соответствующей порогу рождения нуклонантинуклонной пары.
  • В рамках международной коллаборации в эксперименте MEG (Швейцария) установлено наиболее чувствительное ограничение, составляющее 5,7х10-13, на вероятность нарушающего закон сохранения лептонного числа безнейтринного распада положительного мюона на позитрон и гамма квант, которое в 20 раз улучшает предыдущий экспериментальный результат.
  • В эксперименте BABAR (Стэнфорд, США) в диапазоне энергии от порога до 6,5 ГэВ с наилучшей в мире точностью измерено сечение процесса электрон-позитронной аннигиляции в протон-антипротонную пару, при энергии выше 4,2 ГэВ сечение измерено впервые.
  • В эксперименте с детектором КЕДР на электрон-позитронном коллайере ВЭПП-4М с лучшей в мире точностью измерено отношение лептонных ширин в прямых распадах J/psi-мезона.
  • Предложен новый эффективный механизм генерации термоэлектричества в нелинейной структуре - кристалле Вигнера в периодическом потенциале.
  • Впервые показано, что во времениподобной области, вблизи порога рождения нуклон-антинуклонной пары, изоскалярный формфактор нуклона много больше изовекторного.
  • Создана высокопроизводительная инфраструктура для обработки данных экспериментов по ФВЭ на детекторах в ИЯФ СО РАН, на Большом Адронном Коллайдере и других зарубежных экспериментах на базе суперкомпьютеров ННЦ и НГУ.


В области физики плазмы:

  • На установке ГДЛ при дополнительном СВЧ нагреве плазмы достигнута рекордная для квазистационарных магнитных ловушек открытого типа величина электронной температуры 400 эВ (совместно с ИПФ РАН и НГУ)
  • На установке ГОЛ-3 впервые продемонстрирована возможность управления вращением плазмы путем инжекции в нее электронного пучка
  • Предложена и обоснована численным моделированием схема плазменного кильватерного ускорения с контролируемой самомодуляцией длинного протонного пучка-драйвера, открывающая перспективу увеличения максимальной энергии электронных и позитронных пучков на два порядка
  • На ускорительном источнике эпитепловых нейтронов на клеточных культурах впервые продемонстрировано избирательное уничтожение клеток злокачественных опухолей методом бор-нейтронозахватной терапии (совместно с ИЦиГ СО РАН и НГМУ).


В области физики и техники ускорителей заряженных частиц, источников СИ и ЛСЭ:

  • Осуществлен физический запуск уникального высокопроизводительного источника позитронов для ускорительных комплексов Института, достигнут рекордный коэффициент конверсии электронов в позитроны, составляющий 0,14 ГэВ-1.
  • На электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 в диапазоне энергии 320 – 1000 МэВ в системе центра масс достигнуто рекордное значение «параметра встречных пучков» и проведен эксперимент с двумя детекторами СНД и КМД-3 с рекордной интегральной светимостью.
  • Разработана методика анализа биомедицинских образцов и проведены первые в России эксперименты по исследованию токсичности и фармакокинетики химических соединений с использованием сверхчувствительного метода анализа – ускорительной масс-спектрометрии (совместно с ИК СО РАН и НГУ).
  • Разработана, изготовлена и поставлена в ЦЕРН (Швейцария) ускоряющая секция для нового инжектора Большого адронного коллайдера с оригинальной ускоряющей структурой, впервые реализованная в низкочастотном УКВ диапазоне.
  • В исследовательском центре Юлиха (Германия) в ходе испытаний разработанной и изготовленной в ИЯФ СО РАН уникальной высоковольтной системы электронного охлаждения температура протонного пучка в немецком синхротроне COSY уменьшена в 50 раз.
  • Разработаны, изготовлены и запущены в эксплуатацию в лаборатории DESY (Германия) уникальные криогенные стенды для испытания ускорительных модулей Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах (XFEL).
  • Разработаны, изготовлены и установлены в международных центрах синхротронного излучения уникальные сверхпроводящие многополюсные вигглеры с полем 4,2 и 7,5 Тесла для генерации мощного рентгеновского излучения для биомедицинских исследований.
  • Создана аналитическая теория и выполнены экспериментальные исследования распространения поверхностных плазмон-поляритонов вдоль интерфейсов металл-диэлектрик и их дифракции на границе в терагерцовом диапазоне.

Лучшими работами 2011 года Ученый Совет ИЯФ признал следующие работы:


В области физики элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий:

  • В эксперименте Belle (KEK, Япония) в распадах γ(5S) впервые обнаружены резонансные состояния с экзотической кварковой структурой.
  • В экспериментах с детектором КЕДР на ВЭПП-4М с лучшей в мире точностью измерены параметры ψ (2S) и ψ (3770)-мезонов и установлено наиболее чувствительное ограничение на сечение рождения узких резонансов в области энергии 2E = 1,85-3,1 ГэВ.
  • В эксперименте с детектором СНД на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 с рекордной точностью измерено сечение процесса e+e- à ωπ0 → π0 π0 γ.
  • Завершено доказательство мультиреджевской формы амплитуд КХД при высоких энергиях в следующем за главным логарифмическим приближении.


В области физики плазмы:

  • На установке ГОЛ-3 при коллективном взаимодействии мощного релятивистского пучка с плазмой зарегистрирована генерация интенсивного излучения на второй гармонике плазменной частоты, которая лежит в терагерцовом диапазоне.
  • Впервые в мире создан источник отрицательных ионов водорода со стационарным током пучка 25 мА, в котором моделируются основные закономерности формирования пучка в элементарной ячейке будущего сильноточного инжектора нейтральных атомов высокой энергии ( ~1 МэВ) для термоядерных приложений.


В области физики и техники ускорителей заряженных частиц, источников СИ и ЛСЭ:

  • Разработан концептуальный проект ускорительного комплекса со встречными электрон-позитронными пучками – «Супер Чарм/Тау-фабрика», вошедший в число шести проектов, рекомендованных к рассмотрению Правительственной комиссии по высоким технологиям и инновациям по вопросу о создании установок класса «MEGA-Science» на территории России.
  • На электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 достигнуто рекордное значение «параметра встречных пучков» и проведен эксперимент с двумя детекторами СНД и КМД-3 в диапазоне энергии 1000 – 2000 МэВ с рекордной интегральной светимостью.
  • Разработана, изготовлена и успешно испытана установка высоковольтного электронного охлаждения протонного пучка с рекордным темпом охлаждения для немецкого накопителя COSY (Юлих, Германия).
  • С использованием синхротронного излучения накопителя ВЭПП-3 впервые в мире с наносекундным временным разрешением реализован метод контроля образования и роста наночастиц конденсированной фазы продуктов химической реакции детонации во время взрыва.
  • Успешно испытан на источнике синхротронного излучения ALBA-CELLS (Испания) разработанный и созданный в ИЯФ СО РАН уникальный 119-полюсный сверхпроводящий вигглер с рекордной яркостью излучения в области рентгеновского диапазона.
  • Разработан концептуальный проект рентгеновского источника СИ четвертого поколения на основе ускорителя-рекуператора, яркость излучения которого на несколько порядков превосходит яркость строящихся сейчас в Европе и США источников рентгеновского излучения. Проект входит в число шести проектов, рекомендованных к рассмотрению Правительственной комиссии по высоким технологиям и инновациям по вопросу о создании установок класса «MEGA-Science» на территории России.

Лучшими работами 2012 года Ученый Совет ИЯФ признал следующие работы:

В области ядерной физики, физики элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий:

  • На накопителе ВЭПП-3 впервые определен вклад двухфотонного обмена в упругое рассеяние электронов и позитронов на протоне.
  • В составе коллаборации ATLAS на Большом адронном коллайдере впервые наблюдался бозон Хиггса.
  • Проведено первое модельно-независимое измерение угла φ3 треугольника унитарности в распадах B-мезонов в экспериментах Belle и LHCb.
  • В совместной работе Института катализа и Института ядерной физики по созданию детектора черенковских колец на основе фокусирующего аэрогеля достигнут рекордно высокий уровень разделения мюонов и пионов.
  • Впервые показано, что гипотеза о существовании гравитационного 4-фермионного взаимодействия приводит к противоречию с космологией Фридмана-Робертсона-Уокера.
  • В квантовой хромодинамике и в суперсимметричной теории Янга-Миллса с N=4 в следующем за главным приближении найдено ядро уравнения Бартелса-Квичинского-Прашаловича в оддеронном канале.
  • В суперсимметричной теории Янга-Миллса с N=4 в следующем за главным порядке найдены собственные значения ядра уравнения БФКЛ для присоединенного представления калибровочной группы.
  • Точно по величине атомного поля найдена зарядовая асимметрия в процессе рождения электрон-позитронных пар фотоном высокой энергии в поле тяжелого атома.
  • Предсказано существование сверхпроводящих и непроводящих состояний для электронов в одномерном наноканале-ондуляторе.


В области физики плазмы:

  • На установке Газодинамическая ловушка (ГДЛ) достигнута рекордная для осесимметричных магнитных ловушек открытого типа величина давления плазмы по отношению к давлению магнитного поля - β = 0,6.
  • В экспериментах на многопробочной ловушке ГОЛ-3 впервые проведены эксперименты по нагреву плазмы и генерации субтерагерцового излучения при инжекции в плазму с плотностью 1019–1020 м-3 электронного пучка с мощностью до 10 МВт, энергией 100кэВ и длительностью до 300 мкс.
  • Впервые в мире предложен и успешно реализован в экспериментах на установке ГДЛ метод вихревого удержания плазмы в осесимметричных магнитных ловушках.
  • Совместно с ИПФ РАН и НГУ впервые создан планарный мазер на свободных электронах с ленточным релятивистским электронным пучком и комбинированным резонатором, содержащим двумерные брэгговские зеркала.
  • В совместных экспериментах с Висконсинским университетом, США впервые продемонстрирован эффективный нагрев плазмы и стабилизация МГД неустойчивостей в пинче с обращенным полем при мощной атомарной инжекции.


В области физики и техники ускорителей заряженных частиц, источников СИ и ЛСЭ:

  • На коллайдере ВЭПП-2000 впервые экспериментально обнаружена интерференция γ-квантов МэВного диапазона при обратном комптоновском рассеянии лазерного излучения на электронном пучке в магнитном поле.
  • В ИЯФ СО РАН создана и поставлена на коллайдер BEPC II (Китай) уникальная система измерения энергии электронного и позитронного пучков с помощью обратного комптоновского рассеяния, позволяющая существенно улучшить точность измерения массы тау-лептона.
  • Разработан, создан и поставлен в Брукхейвенскую национальную лабораторию (США) бустерный синхротрон с энергией 3 ГэВ и рекордно высокой для такого класса установок проектной интенсивностью пучка.
  • Построен и запущен первый в мире четырёхдорожечный ускоритель-рекуператор.
  • Разработана уникальная методика ультрабыстрых спектральных измерений высокого разрешения в терагерцовом диапазоне.
  • Разработан метод изготовления дифракционных преломляющих интраокулярных линз с помощью ЛИГА технологии на пучке синхротронного излучения.

Лучшими работами 2010 года Ученый Совет ИЯФ признал следующие работы:

 

В области физики элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий:

  • В эксперименте с детектором КЕДР на ВЭПП-4М с лучшей в мире точностью измерены фундаментальные параметры семейства ψ-мезонов – массы и лептонные ширины.
  • В эксперименте BABAR (Стэнфорд, США) с наилучшей в мире тонностью измерены мезон-фотонные переходные формфакторы для псевдоскалярных мезонов π0 , η, η/ и ηc при больших квадратах переданного импульса - от 4 до 40 ГэВ2.
  • В эксперименте с детектором ATLAS на Большом адронном коллайдере с рекордной энергией 2E = 7 ТэВ установлен верхний предел на массу правого промежуточного бозона в модели зеркальной симметрии.
  • Сформулирован и развит новый мощный метод вычисления петлевых интегралов, основанный на размерностном рекуррентном соотношении и аналитичности интегралов, как функций размерности пространства-времени.


В области фундаментальной физики атомного ядра:

  • В эксперименте ДЕЙТРОН на ВЭПП-3 впервые с высокой точностью измерена разность сечений упругого рассеяния электронов и позитронов на протоне.


В области физики плазмы:

  • Разработаны теоретическая модель и комплекс программ расчета нелинейной релаксации мощных электронных пучков в плазме, которые хорошо описывают уже существующие эксперименты и предсказывают высокую эффективность коллективного нагрева плазмы в термоядерном реакторе на основе открытой ловушки.
  • Показано, что даже в присутствии сильной продольной неоднородности плазмы коллективная релаксация релятивистского электронного пучка в плазме многопробочной ловушки ГОЛ-3 происходит с высокой эффективностью: пучок передает плазме до 55 % своей энергии.


В области физики и техники ускорителей заряженных частиц, источников СИ и ЛСЭ:

  • В экспериментах со встречными пучками тяжелых ионов на Большом адронном коллайдере при рекордных энергиях впервые проведено прямое наблюдение явления подавления струй. Ключевым элементом, позволившим осуществить накопление ионных пучков необходимой для этих экспериментов интенсивности, является разработанная и созданная в ИЯФ СО РАН система электронного охлаждения, установленная на ионном накопителе низкой энергии LEIR.
  • Завершено создание и проведены успешные испытания сильноточного инжектора линейного индукционного ускорителя. Получены проектные параметры установки, кардинально превосходящие все имеющиеся в мире аналоги.
  • Осуществлена стабильная генерация эпитепловых нейтронов на установке БНЗТ, оснащенной электростатическим ускорителем – тандемом. Проведены первые эксперименты по облучению опухолевых клеток нейтронами.
  • На электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 получена светимость в режиме круглых встречных пучков во всем диапазоне энергии накопителя. Проведен первый эксперимент с двумя детекторами СНД и КМД-3 в диапазоне энергии 1000 – 1900 МэВ с набором интегральной светимости 15 обратных пикобарн.
  • Создан уникальный 119-полюсный сверхпроводящий вигглер с периодом 3 см для центра синхротронного излучения ALBA-CELLS (Испания).
  • Разработан координатный рентгеновский детектор DIMEX с субмикросекундным временным разрешением для исследования динамики быстропротекающих процессов и наноструктур с использованием синхротронного излучения.