Важнейшие достижения 2017 года

Наиболее значимые результаты в 2017 году

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

• Физиками ИЯФ СО РАН в рамках коллаборации BABAR (SLAC, США) завершен цикл работ по изучению процессов электрон-позитронной аннигиляции в пару каонов и пару пионов методом радиационного возврата. В диапазоне энергии от порога до 4.0 ГэВ измерено шесть сечений для процессов e⁺e⁻→ K⁺K^-π⁺π^-, K⁰_SK⁺π-π⁰, K⁰_SK⁰_Lπ⁰π⁰, K⁺K^-π⁰π⁰, K⁰_SK⁰_Lπ⁺π^-, и K⁰_SK⁰_Sπ⁺π^-. Причем последние пять сечений измерены впервые. В промежуточном состоянии ϕ(1020)f₀(980) открыт новый резонанс, вошедший в таблицы элементарных частиц как ϕ (2175).
• В ИЯФ СО РАН в эксперименте с детектором КЕДР на коллайдере ВЭПП-4М измерены электронные ширины J/psi и psi(2S) - мезонов. Электронная ширина J/psi-мезона измерена с лучшей в мире точностью.
• В эксперименте с детектором КМД-3 на коллайдере ВЭПП-2000 впервые измерено полное сечение процесса e+e- -> pi+pi-pi0eta в области энергий до 2 ГэВ в системе центра масс и изучена динамика этого процесса.
• В эксперименте с детектором КМД-3 на коллайдере ВЭПП-2000 выполнено прецизионное измерение ряда сечений вблизи phi(1020) мезона: e⁺e^- -> K_SK_L, K⁺K^-, pi⁺pi^-pi⁺pi^-, проведен детальный анализ результатов с учетом кулоновского вклада и интерференции с rho(770) и omega(782) мезонами. Впервые модельно-независимо выделен и измерен изовекторный вклад в рождение пары каонов.
• Построена теория, которая количественно объяснила аномальное поведение вероятностей распадов пси и пси’ мезонов на протон-антипротонную пару и фотон (или омега-мезон) вблизи порога рождения протон-антипротонной пары.

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

• На коллайдере ВЭПП-2000 ИЯФ СО РАН достигнута рекордная светимость 4*10³¹ см^-2с^-1 в области энергий около 1000 МэВ в пучке в односгустковом режиме.
• В ИЯФ СО РАН на накопителе ВЭПП-4 создан экспериментальный стенд для радиационного воздействия на онкологические ткани лабораторных животных с использованием микропучкового облучения. Высокая яркость излучения обеспечена установкой 9-ти полюсного вигглера на накопитель.
• Создан и запущен 9-ти полюсный вигглер, который позволил в 30 раз увеличить интенсивность синхротронного излучения с энергией 100 кэВ при работе ускорительного комплекса ВЭПП-4 на энергии электронов 4 ГэВ.
• Разработан прототип кулера на рекордную энергию 8 МэВ для Университета Майнца (Германия) и изготовлена первая секция прототипа.
• Для накопителя-охладителя Инжекционного комплекса ВЭПП-5 разработан и изготовлен новый резонатор 1-й гармоники на частоту 11 МГц. Успешный запуск резонатора позволил увеличить зарядовую производительность электронов и позитронов в 2,5-3 раза, что существенно улучшает эффективность работы двух коллайдеров ИЯФ СО РАН: ВЭПП-4М и ВЭПП-2000.
• В ИЯФ СО РАН был создан прототип сверхпроводящего ондуллятора нового типа с нейтральными полюсами.
• В рамках международного сотрудничества по созданию Европейского Рентгеновского лазера на свободных электронах (XFEL) в ИЯФ СО РАН было разработано, изготовлено и на территории DESY силами сотрудников Института запущено в эксплуатацию уникальное высокотехнологическое оборудование, что позволило в 2017 году провести успешный физический пуск XFEL и начать работу на пользователей.
• Впервые предложен, разработан и исследован метод наплавки коррозионностойких элементов, таких как тантал, ниобий, цирконий на титановую основу с применением электронного пучка, выведенного в атмосферу. Получен двухслойный материал в виде титановых листов с легированным поверхностным слоем толщиной 2 мм, из которого можно изготавливать особо коррозионностойкие реакторы химических производств. Предлагаемая технология легирования титановых листов не имеет аналогов в России и за рубежом.
• В ИЯФ СО РАН на пучках синхротронного излучения было исследовано разработанное ИХТТМ СО РАН по заданию Минздрава РФ противоязвенное лекарство Витридинол на основе трикалийцитрата висмута. Обнаружено, что в отличии от общепринятого мнения о присутствии ионов висмута в желудочном соке, висмут находится внутри сложного молекулярного комплекса размером несколько нанометров. Этот результат позволяет улучшить эффективность Витридинола за счёт совершенствования структуры и состава обнаруженного комплекса.

В области физики плазмы:

• В экспериментах на установке ГДЛ с помощью управления потенциалом плазмы в области локального поглощения СВЧ-мощности удалось подавить низкочастотные колебания и поддерживать стабильное удержания плазмы в течение всего периода дополнительного ЭЦР-нагрева.
• С использованием активной стабилизации энергии получен пучок атомов водорода с эквивалентным током 4 А, энергией 50 кэВ со стабильностью лучше 0.1%, что является рекордным достижением. Инжектор пучка предназначен для активной диагностики плазмы на установке ГДЛ.
• Впервые получен пучок отрицательных ионов водорода с энергией 117 кэВ и током 1.3 А.
• В рамках контракта изготовлена и запущена система инжекции нейтральных пучков с полной мощностью более 10 МВт при энергии 15 кэВ и длительности 30мс.
• Осуществлен успешный запуск винтовой ловушки, предназначенной для экспериментов по исследованию нового метода снижения продольных потерь плазмы. 
• Предложен и теоретически обоснован эффективный способ генерации узкополосного терагерцового излучения при помощи встречных кильватерных волн в плазме.
• Решена задача о самосогласованном радиальном равновесии релятивистского пучка заряженных частиц в собственном кильватерном поле в плазме.
• При экспериментальном моделировании импульсных тепловых нагрузок, ожидаемых для экспериментального термоядерного реактора, удалось зарегистрировать динамику эрозии поверхности материала при уровнях нагрева до порога плавления вольфрама, и впервые обнаружить факт большой временной задержки образования трещин, превышающей ожидаемое время достижения вязко-хрупкого перехода на 3-4 порядка величины.