Результаты по измерению сечения рождения пары пионов на коллайдере ВЭПП-2000 опубликованы в журналах Physical Review Letters и Physics Letters D. Работа получила престижный статус Editor’s Suggestion. Этот статус получает лишь одна из шести опубликованных в журнале статей.
Одна из основных характеристик Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») – его беспрецедентно малый эмиттанс (около 70 пикометров - радиан). Этот параметр определяет яркость СИ, а значит и исследовательские возможности ЦКП «СКИФ». Эмиттанс формируется магнитной структурой основного кольца ускорительного комплекса. Когда проект перейдет на этап сборки и установки оборудования, одной из основных задач станет высокоточная юстировка магнитных элементов. В инжекторе, бустере и перепускных каналах синхротрона СКИФ уже начат монтаж специализированной опорной геодезической сети, которая и позволит в дальнейшем выполнить высокоточное позиционирование магнитной структуры.
Разработка новых технологий создания и модификации конструкционных и функциональных материалов – довольно длительный процесс. Порой, чтобы получить требуемый комплекс свойств на поверхности конструкционных материалов, предназначенных в том числе для работы в экстремальных условиях, необходимо несколько месяцев и даже лет. Специалисты Института сильноточной электроники СО РАН (ИСЭ СО РАН) совместно с коллегами из Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) создали вакуумно-электронно-ионно-плазменный стенд (ВЭИПС), который позволит в разы снизить срок подобных работ. Стенд установлен на канал синхротронного излучения (СИ), и специалисты могут наблюдать in situ, как происходит эволюция фазового состава, параметров структуры упрочняющих, антикоррозионных и жаростойких покрытий в ходе их нанесения на материал. Это позволит в режиме реального времени оптимизировать процесс нанесения покрытия. Предварительные эксперименты по отработке технологии проходят в ЦКП «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» (ЦКП «СЦСТИ»). Планируется, что в будущем стенд заработает на одной из пользовательских станций ЦКП «СКИФ». Стенд создан в рамках Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 – 2027 годы.
Ускорительный комплекс СКИФ состоит из множества уникальных и высокотехнологичных систем и подсистем, но основных элементов три. Это линейный ускоритель, или линак, в котором формируется пучок электронов; бустер-синхротрон, ускоряющий пучок электронов до рабочей энергии; и накопитель – источник синхротронного излучения (СИ). За ускорение пучка электронов в бустере отвечают высокочастотные системы, которые включают в себя резонаторы, генераторы и систему управления. Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) провели испытания генератора для ВЧ-системы, разработанного российским производителем специально для ЦКП «СКИФ».
Одна из шести первых пользовательских станций Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») предназначена для изучения быстропротекающих процессов, в том числе исследования воздействия высокой температуры и плазмы на материалы в условиях работы термоядерного реактора. Внутренние напряжения в образцах, возникающие вследствие температурного воздействия, будут исследоваться in situ при помощи дифракционных методик. Для секции «Плазма» пользовательской станции «Быстропротекающие процессы» специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) спроектировали универсальный дифрактометр для широкого круга задач в области материаловедения. За данные работы куратор создания секции аспирант ИЯФ СО РАН Сергей Казанцев получил стипендию Правительства РФ.
Сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали и создали плазмонный интерферометр терагерцевого диапазона – прибор, который с высокой точностью способен определять оптические свойства материалов. Эта актуальная научно-технологическая задача позволит быстрее перейти в область терагерцевых частот в сфере телекоммуникаций. Терагерцевые частоты, в отличие от широко используемых СВЧ, способны передавать с большей скоростью больший объем данных, до 1 Тбит/с. Разработанный физиками плазмонный интерферометр уникален – для изучения оптических свойств металлов и полупроводников, на основе которых создаются интегральные компоненты для систем беспроводной связи, используются не классические электромагнитные волны, а поверхностные плазмон-поляритоны. Эта разновидность не излучаемой в пространство электромагнитной волны распространяется по поверхности материала вместе с волной свободных зарядов, которая способна более точно характеризовать поверхностные свойства изучаемых образцов на глубине скин-слоя. Интерферометр успешно протестирован на Новосибирском лазере на свободных электронах (ЛСЭ), входящем в инфраструктуру ЦКП «Сибирский центр синхротронного и терагерцевого излучения» (ЦКП СЦСТИ). Результаты опубликованы в журналах Instruments and Experimental Technichs и Applied Sciences.
NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility) – это коллайдер, который создаётся на базе Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна) с целью изучения фундаментальных свойств сильного взаимодействия. SPD (Spin Physics Detector) – один из двух детекторов, регистрирующих столкновения пучков коллайдера. Он предназначен для изучения спиновой структуры нуклонов и легких ядер. С помощью таких детекторов физики регистрируют результаты соударения частиц, именно эти устройства позволяют узнать, что происходит с частицами при их столкновении. Как правило, для проведения масштабных или сложных экспериментов коллектив, который занимается обеспечением работы детектора и интерпретацией полученных на нем данных, объединяется в коллаборацию. Участниками коллаборации становятся ученые из разных организаций и стран, они коллегиально решают ключевые вопросы, связанные с работой этой установки. В феврале было подписано соглашение между ОИЯИ, коллаборацией SPD и Институтом ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН, Новосибирск), согласно которому группа сотрудников ИЯФ СО РАН вошла в коллаборацию SPD. В документе обозначен круг интересов специалистов новосибирского института в этом международном проекте.
На экспериментальном производстве Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ СО РАН) закончена сборка элементов типа BDC (поворотные магниты с градиентным полем) для Центра коллективного пользования «СКИФ» (Сибирский кольцевой источник фотонов, ЦКП «СКИФ»). Эти элементы в накопительном кольце СКИФ выполняет сразу две функции: поворачивают пучок электронов в вакуумной камере и фокусируют его. Циркулирующие сгустки электронов порождают синхротронное излучение, которое по специальным каналам подается пользователям Центра: биологам, химикам, минерологам, материаловедам и другим. Всего произведено 32 элемента этого типа, сейчас специалисты проводят настройку магнитных элементов перед их установкой в СКИФ. Кольцо накопителя источника синхротронного излучения содержит и множество других компонентов.
В экспериментальном производстве Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ СО РАН) приступили к сборке и настройке SQ-квадрупольных и секступольных магнитов для Центра коллективного пользования “СКИФ” (Сибирский кольцевой источник фотонов). Ускоряясь почти до скорости света, при повороте электроны начинают испускать синхротронное излучение. Но чтобы достичь этого, пучок электронов должен обладать определенными параметрами. SQ-квадрупольные и секступольные магниты выполняют функцию коррекции формы и орбиты пучка электронов в накопительном кольце синхротрона СКИФ.
Накопительное кольцо синхротрона Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») – ключевая часть ускорительного комплекса. Здесь пучки электронов движутся по круговой орбите, которая формируется поворотными магнитами, и испускают синхротронное излучение. Специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) приступили к первому этапу сборки магнитной системы накопительного кольца – изготовлению и компоновке магнитов, а также специальных подставок – гирдеров. На настоящий момент готовы корректирующие магниты, а также прототипы трех видов гирдеров. Изготовление и компоновка элементов накопительного кольца – это начало завершающего этапа строительства синхротрона. Его сложность в том, что существенная часть этого оборудования никогда ранее не изготавливалась ни одной организацией в мире.
На сегодняшний день в мире реализуется достаточно много проектов, посвященных управляемому термоядерному синтезу (УТС): от масштабных, класса мегасайенс, в которых принимают участие все промышленно развитые страны мира, до более маленьких, развернутых на территории одного института. Компетенции Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) позволяют специалистам развивать как собственные проекты по физике плазмы и УТС, так и выступать экспертами в большинстве других. Один из российских экспериментов, в котором ИЯФ СО РАН принимает участие – сферический токамак Глобус-М2 Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН (ФТИ им. А.Ф. Иоффе, г. Санкт-Петербург). Для петербургских коллег новосибирские физики разработали, создали и установили дисперсионный интерферометр – редкий тип диагностической системы для измерения плотности плазмы путем зондирования на двух длинах волн. Благодаря уникальным характеристикам устройства физики получают точные данные о концентрации электронов в плазме каждые 20 микросекунд. Последние результаты работы приняты к публикации в журнал Fusion Engineering and Design. Исследования ведутся при поддержке гранта РНФ.