Письма в ЭЧАЯ

Ускорительный комплекс мобильного базирования для обнаружения азотосодержащих веществ

2022-05-30T11:38:59+00:00

В данной статье описывается способ обнаружения скрытых азотосодержащих веществ. Приведено описание мобильного комплекса на основе линейного ускорителя электронов (ЛУЭ), способный решить задачи по обнаружению азотосодержащих веществ. Приведена структурная схема мобильного комплекса и описана ускоряющая система, которая была использована для ускорения частиц. Поворот пучка электронов осуществляется с помощью специального электромагнита, располагаемого на траектории полета пучка. Приведен чертеж такого электромагнита. Линейный ускоритель размещен в контейнере длиной 6 м. Результаты данной работы представляют несомненный интерес в решении задач обнаружения азотосодержащих веществ.

Методы контроля продольного импульсного разброса ионов в сгустке при инжекции в синхротрон

2022-07-07T06:51:49+00:00

Обсуждаются методы контроля продольного импульсного разброса ионов в сгустке при инжекции в синхротрон. Используется метод моментов функции распределения заряженных частиц в сгустке при обработке цифрового сигнала, пропорционального импульсной составляющей продольной интенсивности ионов, циркулирующих в синхротроне. Приводятся примеры применения предлагаемых методов при инжекции короткого сгустка ионов углерода в сверхпроводящий бустерный синхротрон ОИЯИ.

К структуре кубичной вершины взаимодействия безмассовых полей высших целых спинов

2024-06-03T06:54:33+00:00

Уточнена структура кубичной лагранжевой вершины взаимодействия неприводимых полей целых cпиральностей s₁, s₂, s₃ в d-мерном пространстве Минковского. Получено явное представление для оператора Z_j , немультипликативно входящего в вершину (при j = 1 рассмотренного ранее). Решение получено в рамках БРСТ-подхода с полными БРСТ-операторами, содержащими все связи, соответствующие условиям, выделяющим поля неприводимых представлений, включая следовые операторы.

Движение сверхсветовых частиц с точки зрения гиперболического пространства импульсов

2024-06-03T06:57:56+00:00

Задача о тахионах рассматривается на основе кинематики расширенного гиперболического пространства релятивистских импульсов, включающего двуполостный гиперболоид импульсов досветовых частиц, конус безмассовых частиц, распространяющихся со скоростью света, и однополостный гиперболоид импульсов сверхсветовых частиц. Вводится понятие взаимно полярных четырехмерных импульсов. Показано, что 4-импульс, соответствующий бесконечной скорости, полярен системе покоя на верхней части двуполостного гиперболоида. Найдено преобразование Лоренца, переводящее произвольный 4-импульс тахиона в 4-импульс, временная составляющая которого равна нулю (собственная система отсчета тахиона). Рассмотрена кинематика распада тахиона на частицу и ее античастицу (нейтрино–антинейтрино) в произвольной системе отсчета и в собственной системе тахиона. Предложен тест для обнаружения такого процесса.

Исследование динамики симметрии по аромату A₄ с помощью низкомасштабных механизмов колебаний

2024-06-03T07:01:45+00:00

Низкомасштабные модели колебаний, такие как низкомасштабные модели типа II, модели обратных колебаний (МОК) и модели линейных колебаний (МЛК), предлагают интересный механизм описания масс и параметров смешивания легких нейтрино, так как они могут быть проверены в будущих экспериментах при энергиях в несколько ТэВ. Группы дискретных симметрий по аромату, такие как A4, можно использовать для объяснения ароматов частиц. Однако до сих пор ничего не известно о динамике симметрии по ароматам, т. е. на каких масштабах она нарушается, или о выстраивании по ожидаемому значению вакуума (ОЗВ) полей флавонов. В проведенном ранее исследовании показано, как можно определить ОЗВ-выстраивание полей флавонов, используя данные по осцилляциям легких нейтрино. В данной работе впервые представлен анализ зависимости масс легких нейтрино от масштабов ОЗВ флавонов в трех моделях колебаний и показано, как можно использовать эту информацию для того, чтобы их различить. Также обсуждается оценка значения константы F, которую можно использовать для получения ограничений на различные модельные константы связи, параметры обрезания теории и масштабы нарушения симметрии по ароматам. Это исследование может дать полезное представление о неизвестной до сих пор динамике симметрии по ароматам и, следовательно, может послужить важным ингредиентом для построения модели, которую можно будет проверить в будущих экспериментах.

О модельно-независимом анализе распадов B → K(*)νν¯

2024-06-03T07:06:09+00:00

Редкие полулептонные распады B-мезонов c парой нейтрино в конечном состоянии хорошо изучены в Стандартной модели (СМ) и очень чувствительны к возможной новой физике. До недавнего времени слабая эффективность тегирования для мод B → K(^∗)νν¯ делала последние не столь привлекательными для обнаружения новой физики по сравнению с аналогичными распадами на заряженные лептоны. Однако недавний анализ процессов B⁺ → K⁺νν¯ в эксперименте Belle II указывает на возможное усиление относительной вероятности распада B+ → K⁺νν¯ по сравнению с СМ. В связи с этим мы проанализировали возможные отклонения от предсказаний СМ в ряде наблюдаемых B → K(^∗) νν¯ в рамках эффективной теории слабых взаимодействий, в которой были добавлены векторные операторы с легкими левыми и правыми нейтрино. Последние могут возникать в ряде расширений СМ, например в моделях с дополнительным Z'-бозоном.

Монте-карло-моделирование экспериментальной установки по изучению запутанных аннигиляционных фотонов

2024-06-03T08:13:05+00:00

Представлены результаты монте-карло-моделирования экспериментальной установки по изучению комптоновского рассеяния запутанных аннигиляционных фотонов при помощи GEANT4. Аннигиляционные гамма-кванты рождаются в результате электрон-позитронной аннигиляции в состоянии покоя. Были смоделированы различные случаи двухфотонных квантовых состояний. В первом случае изучался отклик установки на комптоновское рассеяние запутанных фотонов с взаимно перпендикулярной поляризацией. Во втором случае аналогичное исследование было пр оведено для декогерентных фотонов, котор ые обр азуются, если один из исходных фотонов взаимодействует в промежуточном рассеивателе. Обнаружены различия в комптоновском рассеянии для этих случаев, и проведено сравнение с экспериментальными данными.

Монте-карло-моделирование GEANT4 полученных доз для частиц различных типов, оцениваемых в водном фантоме

2024-06-03T08:17:01+00:00

Лучевая терапия — это лечение, при котором используются частицы для уничтожения раковых клеток, остановки их развития и сохранения здоровых органов вокруг опухоли. Точное лечение требует выполнения нескольких процессов, в частности, определения правильной баллистики и, таким образом, оценки влияния частиц на полученную дозу. Одним из самых важных этапов этой оценки является вычисление доставленной дозы в фантоме воды с разрешением 20 × 20 × 30 см с помощью четырех терапевтических частиц, а именно: электромагнитно излучаемых «фотонов», отрицательно заряженных элементарных частиц «электронов», нейтральных частиц «нейтронов» и тяжелых элементарных частиц с положительным зарядом «протонов» с номинальными энергиями от 2 до 20 МэВ с шагом 2 МэВ. Вторым по важности этапом является вычисление доставленной дозы от протонных пучков при терапевтических энергиях в диапазоне от 60 до 340 МэВ, состоящих из 100 000 частиц, генерируемых радиоактивным источником с помощью моделирования методом Монте-Карло GEANT4. Вычисляется эффект четырех типов терапевтических частиц в одной и той же среде, обеспечивающий точный расчет доставленной дозы в плане лечения и исключение значительных расхождений в терминах полученной дозы между частицами.

Изучение реакций мультинуклонной передачи при синтезе новых тяжелых и сверхтяжелых ядер

2024-06-03T08:21:59+00:00

Стандартные реакции, такие как фрагментация, расщепление или слияние, используемые для синтеза экзотических ядер, достигли своих экспериментальных пределов. В качестве потенциальной замены им обсуждается использование реакций мультинуклонной передачи (МНП) для достижения до сих пор неизвестной области существования протон/нейтрон-избыточных тяжелых и сверхтяжелых ядер. Исследования МНП-реакций для достижения данной цели являются в настоящее время очень популярными в различных лабораториях мира. Фильтр по быстротам SHIP в GSI в Дармштадте может обеспечить впервые в мире высокую чувствительность, необходимую для открытия пяти новых изотопов с Z ≥ 92 в реакциях МНП при столкновениях ⁴⁸Ca + ²⁴⁸Cm. Также он позволяет наблюдать три ядра достаточно тяжелого и нейтрон-избыточного изотопа ²⁶⁰No. Полученные результаты являются многообещающими для дальнейших исследований возможности использования реакций МНП для синтеза новых тяжелых и сверхтяжелых ядер. Использование улучшенной эффективности детектирования, более быстрой системы сбора данных, различных мишеней-актинидов, более длительного времени облучения наряду с оптимальными настройками поля может помочь проводимым исследованиям. Перечисленные изменения также помогут подавить сильный фон и беспрепятственно наблюдать новые нейтрон-дефицитные нуклиды в исследуемой области Z ≥ 92, время полураспада которых составляет микросекунды, и несколько нуклидов со сравнимыми с исследуемыми Z, находящимися близко к границе известной карты ядер. Первые тесты по разделению продуктов передачи с помощью фильтра по быстротам SHELS были проведены в ЛЯР ОИЯИ в Дубне. Использованные системы быстрого детектирования обеспечили наилучшую возможную результативность, сходную с SHIP, и могут в дальнейшем применяться для исследования глубоконеупругих столкновений с передачей. В данной работе представленные результаты сравниваются с предыдущими опубликованными измерениями, а также обсуждаются перспективы применения реакций с мультинуклонной передачей для синтеза новых тяжелых и сверхтяжелых изотопов. Также в работе обсуждается новый кинематический сепаратор, предназначенный для исследований реакций МНП. В дальнейшем планируется улучшение проекта за счет модернизации циклотрона U400 (U400R).

Определение концентрации углерода в почве с использованием метода меченых нейтронов

2024-06-03T08:30:48+00:00

Обсуждаются результаты определения массовой концентрации углерода в почве. Измерения сделаны на установке, работающей по методу меченых нейтронов, который состоит в облучении образцов быстрыми нейтронами с энергией 14 МэВ и регистрации характеристического излучения γ-квантов от реакций неупругого рассеяния нейтронов в определенных временных диапазонах между испусканием нейтрона и приходом сигнала от γ-кванта. Оценены значения точности измерения концентрации углерода. Среднеквадратичное отклонение результатов повторных измерений для уровней концентрации углерода 1–3 % составило σ_r = 0,14 %, сходимость с расчетными значениями σ_r = 0,2 %.

Радиационная стойкость SiC-детекторов при облучении нейтронами

2024-06-03T08:40:06+00:00

Представлены характеристики детекторов на основе карбида кремния (SiC) до и после облучения интегральными потоками нейтронов 5,11 · 10¹³ и 5,39 · 10¹⁴ см⁻². На образцах, облученных максимальным флюенсом, с помощью альфа-частиц показано ухудшение энергетического разрешения на порядок и уменьшение эффективности собирания заряда на ∼ 25 %.

АДРОН: активный спектрометр нейтронного и гамма-излучения Луны и Марса

2024-06-03T08:49:46+00:00

В настоящее время запланированы несколько космических экспериментов по активному зондированию состава грунта Луны и Марса с бортов посадочных аппаратов «Луна-25», «Луна27» и «ЭкзоМарс-2020» приборами серии АДРОН. В данной статье приводится описание метода активного нейтронного и γ-каротажа, основные цели и задачи этих экспериментов, состав аппаратуры, а также описание конструкции и электроники указанных приборов.

Оптимизация экранирующей коробки фотоприемника черенковского счетчика с кольцевым отображением для эксперимента по сжатому барионному веществу

2024-06-03T08:56:19+00:00

Compressed Baryonic Matter — эксперимент на FAIR — посвящен изучению свойств сильновзаимодействующей материи при высоких барионных плотностях и умеренных температурах. Проведено систематическое исследование влияния формы экранирующей коробки для фотодетектора черенковского счетчика с кольцевым отображением на его магнитные свойства. Показано, что конструкция экранирующей коробки с «крылом», расположенным на нижней пластине, и задней стенкой позволяет уменьшить величину рассеянного магнитного поля вблизи фотоприемников.

Термодинамические характеристики дублетов квадрупольных магнитов бустерного синхротрона ускорительного комплекса NICA

2024-06-03T11:43:55+00:00

Бустерный синхротрон ускорительного комплекса NICA в Дубне предназначен для предварительного накопления и ускорения тяжелых ионов перед инжекцией в нуклотрон. В данной работе представлены экспериментальные и расчетные данные статического теплопритока и динамических тепловыделений в квадрупольных магнитах бустерного синхротрона. Полученные результаты будут учтены при разработке новых сверхпроводящих магнитов и криогенных установок.

Принципы работы системы аккаунтинга грид-сайтов в ОИЯИ

2024-06-03T11:46:42+00:00

Раскрываются основные принципы функционирования новой системы аккаунтинга гридсайтов Tier1 и Tier2 в ОИЯИ, являющихся компонентами Многофункционального информационно-вычислительного комплекса (МИВК) Лаборатории информационных технологий им. М. Г. Мещерякова. Новая система полностью повторяет функционал старой, значительно расширяет ее возможности. Также она интегрирована в общую систему мониторинга МИВК — LITMon.

Система поддержки принятия оптимальных решений при выводе из эксплуатации объектов использования атомной энергии

2024-06-03T11:49:57+00:00

Представлена система поддержки принятия решений по выводу из эксплуатации объектов использования атомной энергии, краткое описание структуры которой приведено в «Вестнике Национального исследовательского ядерного университета ”МИФИ”». В этой системе решается основная задача — выбор оптимального варианта вывода из эксплуатации объектов использования атомной энергии на основе многокритериального подхода. Для решения этой основной задачи в условиях неопределенности для каждого варианта вывода из эксплуатации рассматриваемого объекта использования атомной энергии по схеме Монте-Карло рассчитываются значения частных показателей. В качестве таких показателей предлагается принять стоимость и продолжительность вывода из эксплуатации, а также дозовые нагрузки на персонал и окружающую среду. На основании рассчитанных значений частных показателей для каждого варианта вывода из эксплуатации строится гистограмма распределения комплексного показателя, объединяющая частные показатели с учетом их приоритета. Оптимальный вариант вывода из эксплуатации рассматриваемого объекта использования атомной энергии составляется на основе приоритета гистограммы распределения комплексного показателя для оптимального варианта по отношению к другим рассматриваемым вариантам.

Флэш-метод протонной лучевой терапии

2024-06-03T11:54:47+00:00

Описывается флэш-метод протонной лучевой терапии. Целью написания данной статьи является обобщение информации по теме флэш-метода протонной терапии, доступного в настоящее время. Сегодня исследования в этой области являются одним из флагманов в развитии метода протонной терапии как для медицинских центров, так и для коммерческих компаний, разрабатывающих оборудование и технологии для протонной терапии. Опубликованные данные о проведенных пионерских исследованиях по облучению протонами флэш-методом позволяют рассматривать данный метод как очень перспективный для его развития и использования в медицине.

Волоконный оптический разветвитель для тестирования фотодетекторов

2022-08-11T13:36:03+00:00

В работе представлена конструкция и изучение волоконного оптического разветвителя с однородностью распределения света лучше 10%. Основная идея заключается в расположении волокон равноудалено от центра, что обеспечивает простоту изготовления и лучшую однородность интенсивности света по сравнению с пучковым разветвителем. Такой разветвитель удобно использовать при массовой калибровке фотодетекторов в однофотоэлектронном режиме, поскольку обеспечивается одинаковая статистическая точность при одновременном испытании.

Позиционно-чувствительная регистрация пятна одномодового лазерного луча с использованием метода делительных пластинок

2022-07-14T07:23:08+00:00

Экспериментально исследован новый позиционно чувствительный метод Делительных Пластинок при регистрации смещения одномодового лазерного луча.

Показано, что чувствительность метода при регистрации лазерного луча диаметром 8.8мкм достигает величины 0.18мкм^-1. Зона возможных линейных смещений, ограниченной нелинейностью 1%, равна 2,4 мкм. Достижимая точность измерений, ограниченная шумами АЦП, составила ±0.03нм.

Применение метода Делительных Пластинок позволяет реализовать Прецизионный Лазерный Инклинометр с уменьшенными габаритными размерами 20×20×20см и весом до10кг.

Исследование светосбора в сцинтилляционных кубиках детектора SFGD

2022-06-09T07:41:52+00:00

В работе представлены результаты измерения параметров сцинтилляционных кубиков, являющихся элементами активной мишени модернизированного ближнего детектора эксперимента Т2К, при возбуждении сцинтилляции органического сцинтиллятора на основе полистирола с помощью светодиода, излучающего в ультрафиолетовой области. Основное внимание уделено изучению утечек света через боковые грани кубиков.

Результаты измерений показывают, что среднее значение коэффициента, характеризующего световые утечки через одну грань кубика, равно 0,026. Исследовано влияние нагрева сцинтилляционных кубиков на светосбор с них и световые утечки. После выдерживания кубиков при температуре 60°С в течение 72 часов светосбор с кубиков и световые утечки остались на прежнем уровне.

Ограничения, накладываемые волновой функцией на результаты измерений импульса частицы

2022-06-06T11:28:13+00:00

На примере квантовой динамики частицы в одномерном конфигурационном пространстве (ОКП) показано, что знание волновой функции предполагает не только статистические ограничения на результаты измерений: подынтегральное выражение в стандартной формуле для вычисления средних значений (самосопряженных) операторов и уравнение Шредингера для модуля и фазы волновой функции однозначно определяют также 'поля операторов' как функции координаты и времени. Ключевую роль в установлении физического смысла этих полей играет тот факт, что
поле оператора кинетической энергии содержит два разнородных вклада: первый определяется полем оператора импульса, который связан только с фазой волновой функции, а второй совпадает с так называемым ``квантовомеханическим потенциалом'', который связан только с амплитудой волновой функции. Значения этих полей в каждой точке ОКП рассматриваются как средние значения соответствующих наблюдаемых для пары невзаимодействующих частиц (для пары систем одночастичного ансамбля). В каждой такой точке, первый вклад в поле кинетической энергии описывает кинетическую энергию центра масс пары частиц, а второй -- энергию их движения относительно центра масс. Поле оператора импульса и поле оператора кинетической энергии, с учетом теоремы Кенига, однозначно определяют в ОКП два поля значений импульсов частиц в каждой точке ОКП. Получен аналог неравенства Гейзенберга для отклонений обоих полей импульса от поля оператора импульса.

Сравнительный анализ величины и знака РОТ эффекта для ядер ²³⁵U, ²⁴¹Am, ²⁴⁵Cm при низкой энергии нейтронов, индуцирующих их деление

2022-05-16T06:38:37+00:00

В 2005 году в тройном делении ²³⁵U, вызванном холодными поляризованными нейтронами, был обнаружен новый эффект, который явно продемонстрировал наличие вращения составного ядра перед его разрывом. Экспериментальные значения этого эффекта, названного РОТ эффектом, хорошо согласуются для мишени ²³⁵U с результатами модифицированных траекторных расчетов. С помощью аналогичных расчетов были также описаны РОТ эффекты при индуцированном нейтронами тройном делении изотопов ²³³U, ²³⁹Pu, ²⁴¹Pu. Также была объяснена угловая асимметрия излучения γ-квантов при двойном делении ²³⁵U, полученная путем инвертирования спина поляризованных нейтронов, индуцирующих это деление. Эта асимметрия также тесно связана с эффектом вращения ядра.

Однако для более надежного подтверждения правильности подхода, выбранного для расчетов, представляется интересным сначала сделать прогноз величины и знака эффекта, а затем получить его экспериментальное значение. Поскольку во всех проведенных экспериментах РОТ эффект соответствовал вращению составного ядра вокруг оси поляризации нейтронов в положительном направлении, было бы особенно привлекательно увидеть случаи вращения с противоположной ориентацией. В то же время желательно найти случай, когда ROT эффект мог бы быть близок по абсолютной величине к довольно сильному эффекту в ²³⁵U.

О двухпетлевых расходимостях в 6D, N=(1,1) суперкалибровочной теории

2022-09-21T11:49:11+00:00

Развит подход к вычислению двухпетлевых расходимостей эффективного
действия в шестимерной N=(1,1) супепрсимметричной модели
Янга-Миллса, сформулированной в 6D, N=(1,0) гармоническом
суперпространстве как теории взаимодействующих N=(1,0)
калибровочного мультиплета и гипермультиплета. Основное внимание
уделяется изучению расходимостей в гипермультиплетном секторе.
Разработана процедура вычисления двухпетлевого расходящегося вклада
суперграфа типа infty в эффективное действие, зависящего только
от гипермультиплета.

Проявление зеркально-асимметричной деформации в структуре сверхтяжелых ядер

2022-06-08T09:57:53+00:00

Рассчитаны характеристики полос переменной четности в трансфермиевых ядрах c $Z=102-110$. Предсказаны величины энергий нижайших состояний отрицательной четности и переходных дипольного, квадрупольного и октупольного моментов. Получены оценки критических угловых моментов, при которых происходит переход от колебательного движения к стабильной зеркально-асимметричной деформации. Расчеты выполнены в кластерной модели двойной ядерной системы.

Исследование образования пионов в νμ-взаимодействиях на ⁴⁰Ar в DUNE с использованием генераторов событий GENIE и NuWro

2022-09-19T06:51:39+00:00

Изучение образования пионов и эффектов взаимодействия в конечном состоянии (ВКС)
важно для анализа данных во всех экспериментах с нейтрино. Для энергий, при которых проводятся современные нейтринные эксперименты, существенный вклад в рождение пионов вносит процесс резонансного рождения. После его образования, если пион поглощается ядерной материей, событие может стать неотличимым от процесса квазиупругого рассеяния и играть роль фона. Оценка этого фона очень важна для экспериментов с осцилляциями и требует хороших теоретических моделей рождения пионов как в первичной вершине, так и после ВКС. Из-за ВКС количество пионов в конечном состоянии значительно отличается от числа, созданного в первичной вершине. Поскольку детекторы нейтрино могут наблюдать только частицы в конечном состоянии, правильная информация о частицах, рожденных в первичной вершине, затмевается ВКС. Чтобы преодолеть эту трудность, требуется хорошее знание ВКС, которое может быть обеспечено теоретическими моделями, включенными в Монте-Карло (MC) генераторы нейтринных событий. Они обеспечивают теоретические предсказания взаимодействий нейтрино для различных экспериментов и служат мостом между теоретическими моделями и экспериментальными измерениями. В работе мы представляем смоделированные события для двух разных генераторов MC — GENIE и NuWro, для образования пионов в ν_µCC-взаимодействиях на мишени ⁴⁰Ar в экспериментальной установке DUNE. Представлен
краткий обзор теоретических моделей, используемых генераторами. Результаты рождения пионов приведены в виде таблиц, показывающих заселенность первичных и конечных топологий пионов со 100 %-й эффективностью детектора и с порогами обнаружения по кинетической энергии пиона. Мы наблюдаем, что NuWro (v-19.02.2) более прозрачен (менее восприимчив) к процессам поглощения и перезарядки по сравнению с GENIE (v-3.00.06), пионы скорее поглощаются, чем создаются, при их внутриядерном транспорте, и необходимо снизить пороги обнаружения кинетической энергии пиона, чтобы повысить эффективность детектора и получить лучшие результаты.