Новости

Износостойкость популярного авиационного сплава увеличена в 4 раза

Различные отрасли промышленности, в первую очередь, авиационная, требуют новых усовершенствованных материалов – с повышенной прочностью, высокой теплопроводностью, стойких к коррозии. Заданными свойствами могут обладать металлокерамические композиты. Благодаря пластичности металлической матрицы и твердости керамических частиц специалисты могут получить желаемое увеличение износостойкости. А одна из эффективных технологий, позволяющая создавать такие материалы – аддитивная, или технология 3D выращивания объектов. Специалисты Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича (ИТПМ СО РАН) совместно с коллегами из Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН) освоили технологию печати изделий из порошковой металлокерамики на собственной установке прямого лазерного сплавления. Полученные материалы при помощи синхротронного излучения (СИ) они исследуют в Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения (ЦКП СЦСТИ) Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Исследования показали, что добавление керамического соединения диборида титана в популярный титановый сплав повышает его износостойкость в 4 раза. Важно и то, что специалисты на фундаментальном уровне объяснили причины изменения свойств материала. Оказалось, что импульсное лазерное воздействие приводит к образованию в материале нано и микроволокон, функцию которых можно сравнить с функцией арматуры в железобетоне. Результаты опубликованы в журнале Physical Mesomechanics и готовятся к публикации в журнале «Физическая мезомеханика». 

Лауреат стипендии им. Г. И. Димова Даниил Гаврисенко о себе и работе в ИЯФ СО РАН

Лауреат стипендии им. Г. И. Димова Даниил Гаврисенко рассказал о своей научной работе в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), экспериментах, отмеченных стипендией и привлекательности научных задач.

 

Разработан сверхвысокомолекулярный пластик с малым газовыделением

В рамках нацпроекта «Наука и университеты» (федеральный проект «Развитие масштабных научных и научно-технологических проектов по приоритетным исследовательским направлениям») специалисты Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН) и Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали сверхвысокомолекулярный полиметилметакрилат (СВМ-ПММА) полимерный материал с высокой молекулярной массой, обладающий прозрачностью, прочностью и, в то же время, имеющий низкое газовыделение. Он может использоваться при создании научных установок, медицинского оборудования, летательных аппаратов, надводного и подводного транспорта.

Физики рассчитали, как стабилизировать один из самых опасных видов неустойчивостей плазмы

Одна из задач управляемого термоядерного синтеза (УТС) – достижение в различных видах магнитных ловушек, которые удерживают плазму, параметра β (бета), равного единице. Параметр бета определяет отношение давления плазмы к давлению магнитного поля. Его увеличение до единицы позволит многократно повысить выход термоядерной реакции, что приблизит человечество к мечте о термоядерной энергетике. Мешает этому различные неустойчивости, которые развиваются в плазме даже при параметре бета, равном нулю. За время работы в области УТС ученые научились подавлять некоторые из этих неустойчивостей и стабилизировать ионизированное вещество. В Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) специалисты провели расчеты, которые позволят стабилизировать один из самых опасных видов неустойчивостей – баллонную. Результаты опубликованы в журнале Nuclear Fusion.

Российские физики первыми измерили структуру нейтрона и антинейтрона на самом пороге их рождения

Коллайдер ВЭПП-2000 и два его детектора СНД и КМД-3 создавались в Институте ядерной физики ми. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) для измерения всех адронных состояний, рожденных в электрон-позитронных столкновениях в области энергий до 2 ГэВ. Одно из таких состояний – рождение пары нейтрон-антинейтрон. Специалисты ИЯФ СО РАН первыми в мире измерили структуру данной пары на пороге реакции. До новосибирского эксперимента информации о структуре нейтрона и антинейтрона на пороге процесса не было. Результаты опубликованы в 2022 году в журнале European Physical Journal C и доложены на международных конференциях.

Начато производство магнитов для накопительного кольца ЦКП «СКИФ»

Одна из основных характеристик Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»), которая и относит данный источник синхротронного излучения (СИ) к установкам класса «мегайсайенс» и поколению «4+» – его беспрецедентно малый эмиттанс (около 76 пм·рад). Этот параметр определяет уровень яркости СИ, а значит и исследовательских возможностей ЦКП «СКИФ». Значение эмиттанса формируется благодаря магнитной структуре основного кольца ускорительного комплекса, которая разрабатывается и производится в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Первый серийный магнит для накопительного кольца уже изготовлен на экспериментальном производстве Института и теперь проходит этап измерительных процедур.

Создана «батарейка» для научных установок, которая на микросекунду выдает ¼ мощности новосибирской ГЭС

Специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) создали и сдали в эксплуатацию твердотельный модулятор индукционного типа микросекундного диапазона мощностью более 100 МВт. Это источник питания для клистрона – устройства, которое производит сверхвысокочастотную энергию для некоторых научных установок. Созданный модулятор способен в импульсном режиме – вплоть до нескольких микросекунд – выдавать более 100 МВт, что составляет примерно ¼ мощности новосибирской ГЭС. При столь колоссальной мощности модулятор компактен – его размер сопоставим с платяным шкафом. При этом устройство настолько безопасно, что допустима работа в непосредственной близости от него. Созданный модулятор будет питать линейный ускоритель синхротрона СКИФ (ЦКП «СКИФ»), а его следующие версии планируется использовать в питании собственных установок института. Ученый совет ИЯФ СО РАН признал эту разработку лучшей в 2022 году.

Физики описали зависимость вероятности рождения частиц вблизи порога реакций от энергии

Как известно, основную информацию о структуре микромира физики получают с помощью анализа результатов соударения различных частиц. Например, при аннигиляции электрона и позитрона происходит рождение пары барион и антибарион. При экспериментальном изучении этих процессов в недавнее время была обнаружена необычная зависимость вероятности этих процессов от энергии сталкивающихся частиц вблизи порога реакций, то есть в случае, когда относительная скорость родившихся частиц является маленькой по сравнению со скоростью света. Это явление привлекло внимание многих теоретиков, были высказаны различные гипотезы о его природе. Специалистам Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) удалось разработать теоретическую модель, в рамках которой единым образом были описаны все наблюдающиеся явления. Начиная с 2014 г., на эту тему авторами было опубликовано много работ. В 2022 г. в журнале Physical review D вышли три научные статьи об этом явлении: Phys. Rev. D. 105, L031501 (2022), Phys. Rev. D. 105, 074002 (2022), Phys. Rev. D. 106, 074012 (2022).

Неизвестная переменная

ИЯФ – это не только научные статьи, большие установки, расчеты и формулы. Это еще и что-то неуловимое, что летает по территории института – из кабинета в кабинет, из зала в зал, из корпуса в корпус, от человека – к человеку. Что-то, что и создает ту самую творческую среду, в которой пишутся хорошие научные статьи, строятся работающие установки и сходятся все расчеты. Никто еще не нашел эту неизвестную переменную, но воплощена она в некоторых символах института. Один из самых узнаваемых запечатлен на логотипе – это стилизованное изображение энергии (или света, или частиц) на ладони. Но есть и другие.

Аэрогель нового типа позволит расширить рабочий диапазон системы идентификации в проекте Супер С-Тау фабрика

Система идентификации частиц – важнейшая часть любого эксперимента в области физики высоких энергий. В результате электрон-позитронной аннигиляции (взаимного исчезновения) рождается множество похожих друг на друга частиц. Система идентификации позволяет понять, какие именно частицы родились – электроны, мюоны, пионы или каоны. В настоящий момент для универсального детектора на электрон-позитронном коллайдере Супер С-тау фабрика ведется разработка системы ФАРИЧ. Уникальность данной системы идентификации заключается в том, что она позволяет на рекордном уровне точности разделять самые близкие по массе частицы мюоны и пионы при импульсах в районе 1000 МэВ/с, но она не способна работать с этими же частицами в диапазоне импульсов менее 420 МэВ/с. В этом энергетическом диапазоне возможно наблюдение интересных явлений, поэтому крайне желательно найти способ охватить и его. Для этого специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) предложили модернизировать систему – за счет добавления в нее еще одного слоя аэрогеля, но с существенно более высоким показателем преломления. Такая возможность появилась благодаря новой разработке специалистов Института катализа им. Г. К. Борескова (ИК СО РАН): аэрогеля на основе оксида кремния (SiO2) с добавками оксида циркония (ZrО2).