Лаборатория кристалло-оптики заряженных частиц

Петербургский
Институт
Ядерной
Физики

Петербургский Институт Ядерной Физики им.Б.П.Константинова

 • Введение

 • Штат

 • Исторический обзор     деятельности

 • Текущие проекты

 • Публикации

 • Обратная связь

 

 • ОФВЭ

 

  Введение

Лаборатория кристалло-оптики заряженных частиц
Введение

История нашей лаборатории
  Глава 1. Экзотические атомы.
кликни  для увеличения - фото открывается в отдельном  окне
А.И.Смирнов и О.И.Сумбаев, 1960-ые.
Сегодняшняя лаборатория кристаллооптики заряженных частиц образована в 2012 году из лаборатории мезоатомов, имеющей свою историю и достижения. Лаборатория мезоатомов возникла в конце 1970-х вокруг группы Алексея Ивановича Смирнова, которая первоначально входила в сектор рентгеновской и гамма спектроскопии О.И.Сумбаева.

В 1970-ые, по предложению А.И.Смирнова, на сихроциклотроне ПИЯФ был выполнен эксперимент по измерению массы пи-минус мезона с помощью кристалл-дифракционного спектрометра рентгеновского излучения пионных атомов [В.И.Марушенко, А.Ф.Мезенцев, А.А.Петрунин, С.Г.Скорняков и А.И.Смирнов, Новое измерение массы пи—мезона, Письма в ЖЭТФ, т.23, стр.80-83, 1976; признана «Лучшей работой ЛИЯФ» 1975 года]. В этом эксперименте впервые источником рентгеновского излучения пионных атомов являлась мишень, облучаемая первичным пучком протонов высокой энергии, что привело к увеличению интенсивности рентгеновского излучения пионных атомов на несколько порядков по сравнению с опытами на вторичных пучках и сделало возможным радикальное улучшение точности измерения энергии рентгеновских переходов в пионных атомах. Постановка опыта развивала подход, ранее успешно примененный для исследования гамма-излучения радионуклидов, образующихся вблизи активной зоны ядерного реактора [O.I.Sumbaev and A.I.Smirnov, 4-meter Cauchois spectrometer for neutron-capture gamma-radiation research, NIM 22(1963)125-137].
фото
А.И.Смирнов, конец 1970-ых.

За первым экспериментом последовал целый ряд новых, выполненных на ускорителях США и Европы как независимыми группами, так и с участием нашей лаборатории (за рубежом метод получил название “Gatchina target”), в том числе цикл исследований, проведенный в 1980-ые на Швейцарской мезонной фабрике в рамках международного сотрудничества ЛИЯФ - SIN (PSI) и посвященный исследованию сильного взаимодействия в легких пионных атомах [W.Beer et al., NIM PR A238 (1985) 365-380; G. De Chambrier et al., Nucl. Phys. A442 (1985) 637-666]. Соавторами этих работ были сотрудники лаборатории Б.В.Григорьев, Л.Н.Кондурова, Л.П.Лапина, П.М.Левченко, К.Е.Кирьянов, В.Н.Марушенко, А.Ф.Мезенцев, А.А.Петрунин, А.Г.Сергеев, С.Г.Скорняков, А.И.Смирнов, В.М.Суворов.

В Советском Союзе эксперименты развивались в двух направлениях. Первое было связано с измерением мягких рентгеновских переходов в пионных атомах водорода и дейтерия с целью определения пион-нуклонных длин рассеяния, фундаментальных постоянных теории сильного взаимодействия. Была создана установка (фокусирующий спектрометр по Иоганну, А.И.Смирнов, А.Г.Сергеев, А.И.Щетковский с сотрудниками), разработан детектор мягкого рентгеновского излучения (вместе с отделом А.Г.Крившича), измерены энергии калибровочных рентгеновских линий (вместе с лабораторией О.И.Сумбаева). Но безопасно вывести в экспериментальный зал синхроциклотрона ПИЯФ необходимую интенсивность протонного пучка не удалось, все ограничилось методическими разработками. В измененном виде проект готовился на Московскую мезонную фабрику (двухкристальный спектрометр, А.Ф.Мезенцев с сотрудниками), но, в конечном счете, в варианте с фокусирующим спектрометром был осуществлен западными коллегами на Швейцарской мезонной фабрике.

Другое направление было связано с изучением экзотических атомов при более высоких энергиях первичного пучка протонов. После измерения массы пи-минус мезона в ЛИЯФ, стало очевидно, что новый подход перспективен и для атомов, образованных более тяжелыми мезонами и барионами, но для их рождения нужны пучки с большей энергией. Развивая эту идею, А.И.Смирнов с сотрудниками предложили эксперимент на 70 ГэВ ускорителе ИФВЭ (Протвино) [А.С.Денисов и др., Изучение адронных атомов и характеристик элементарных частиц с помощью кристалл-дифракционного спектрометра на протонном синхротроне ИФВЭ (установка «Кварц»), препринт ЛИЯФ №459, 1979], который был успешно осуществлен в 1980-ые – начале 90-ых.
фото
Ю.П.Платонов

С его выполнением связано появление в лаборатории новой группы, сыгравшей и продолжающей играть важную роль в проводимых исследованиях. В 1985 в лабораторию был приглашен Ю.П.Платонов, один из ведущих ленинградских специалистов в области точной механики и оптических технологий, за ним пришли отличные инженеры М.П.Гурьев, В.В.Скоробогатов, возникла оптическая группа. Очень быстро в лаборатории было налажено опытное производство кристаллических пластин, изгибающих устройств, интерферометров, что позволило повысить светосилу и точность кристалл-дифракционных установок.
кликни  для увеличения - фото открывается в  отдельном окне
М.П.Гурьев и Ю.М.Иванов,
установка «Кварц», 1989.

Важным результатом этой большой работы, проделанной в короткие сроки, стало существенное улучшение характеристик экспериментальной установки «Кварц» в ИФВЭ. В это же время была выполнена модернизация ускорителя ИФВЭ, которая привела к существенному повышению интенсивности выведенного протонного пучка. Все вместе, это позволило выполнить точные измерения масс К-минус мезона и Сигма-минус гиперона, остающиеся и по сей день лучшими в мире [Письма в ЖЭТФ, дать список авторов, Первая премия на конкурсе лучших работ ПИЯФ 1993 года]. В случае массы К-минус мезона измеренное значение сильно отличается от принятого ранее .Дальнейшие исследования на установке «Кварц» в ИФВЭ были остановлены из-за сокращения расходов на научные исследования после 1991 года. Проблема с массой К-минус-мезона до сих пор остается нерешенной. [Review of Particle Physics, 2012].

   Глава 2. Методические разработки в области газовых детекторов рентгеновского излучения и кристалл-дифракционной техники.
Накопленный в лаборатории опыт применения кристалл-дифракционных приборов и разработки газовых позиционно-чувствительных детекторов рентгеновского излучения нашел интересное приложение в экспериментах при сверхвысоких энергиях, когда А.И.Смирновым с соавторами был предложен оригинальный метод пространственной калибровки коллайдерных детекторов GEM на SSC и ATLAS на LHC . К сожалению, проект SSC был закрыт, в случае ATLAS работа была доведена до действующего прототипа (ссылка в NIM). Участие сотрудников лаборатории в работах для CERN продолжалось в других направлениях и способствовало формированию группы ATLAS под руководством О.Л.Федина, а в дальнейшем облегчило вхождение нашей лаборатории в проект CMS.
Продолжение на:   стр. 2     
наверх



НИЦ "Курчатовский институт"  •   Российская Академия Наук  •   Петербургский инстиут ядерной физики
  •   Отделение физики высоких энергий   •   Отделение нейтронных исследований   •   Отделение теоретической физики
  •   Отделение молекулярной и радиационной биофизики   •   Отделение перспективных разработок

Россия, 188300, Ленинградская обл., г.Гатчина, Орлова роща, ПИЯФ
Телефон: +7 (81371)  46050,       Факс: +7 (81371)  32046

Последнее обновление:   ,  веб-мастер С.Ф. Удалова