Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
В обзоре представлены этапы модернизации трековой системы детектора ATLAS на Большом адронном колайдере (БАК). Рассмотрен период от момента создания детектора до дальнейшей его работы в режиме высокой светимости HL-LHC. Показаны изменения конструкции детектора на разных этапах и разрешения при измерениях треков заряженных частиц, качество восстановления вершин в условиях высокой светимости коллайдера, приводящей к одновременной регистрации в среднем 200 событий с рождением двух и более заряженных частиц при соударениях сгустков протонов. Указаны физические задачи, для решения которых критичны реализуемые и планируемые изменения трековой системы ATLAS.
Показать АннотациюОдним из главных недостатков как классического, так и разрезного микротрона является малая область устойчивых фазовых колебаний, что непосредственно сказывается на величине выходного тока ускорителя, сильно уменьшая его. Для ее увеличения в данной работе вводится дополнительная гармоника укоряющего поля. Были произведены теоретические расчеты и компьютерное моделирование, показавшие увеличение области при добавлении второй гармоники.
Показать АннотациюПри использовании объективных физических критериев достоверности проанализированы экспериментальные данные по сечениям парциальных фотонейтронных реакций на ядре 160Gd, полученные на пучке квазимоноэнергетических аннигиляционных фотонов и метода разделения нейтронов по множественности. Установлено, что экспериментальные сечения парциальных реакций (γ, 1n), (γ, 2n) и (γ, 3n) введенным критериям не удовлетворяют. В рамках экспериментально–теоретического метода оценки сечений реакций, удовлетворяющих критериям достоверности, получены новые данные о сечениях парциальных и полной фотонейтронной реакций на ядре 160Gd. Обнаружены значительные расхождения экспериментальных и оцененных сечений, обусловленных недостоверными распределениями нейтронов между каналами с различной множественностью.
Показать АннотациюВ работе исследованы спиновые корреляции в процессе $t$-канального рождения и последующего распада топ-кварка, включающие вклады аномальных $Wtb$-взаимодействий. В работе вычислен квадрат модуля амплитуды описанного процесса путём использования формализма спиноров в представлении Вейля. Показано, что в квадрате амплитуды при каждой комбинации аномальных параметров стоят существенно разные кинематические функции, что может быть использовано для получения новых ограничений на аномальные параметры.
Показать АннотациюВ связи с экспериментом по изучению короткодействующих корреляций нуклонов в ядре, выполненном в лаборатории Томаса Джефферсона (США), прослеживается эволюция представлений о структуре атомного ядра, начиная с простейших капельной и одночастичной оболочечной моделей. Показано, что изучение короткодействующих корреляций требует теоретического рассмотрения субнуклонных --- кварковых и глюонных --- степеней свободы в ядре.
Показать АннотациюПроведены экспериментальные исследования особенностей нелинейного распространения акустических волн в остроугольном клине из анизотропного кристалла ниобата лития. Обнаружены эффект быстрой динамики, нелинейное поглощение и генерация второй и третьей гармоник клиновых упругих волн.
Показать АннотациюПредложены три модели ультразвуковых фазированных решеток с 256-ю, 512-ю и 1024-мя элементами и максимальной плотностью заполнения поверхности элементами для ударно-волнового хирургического воздействия на глубокие структуры головного мозга через неповрежденный череп. В отличие от существующих систем ультразвуковой нейрохирургии, с помощью данных решеток возможна реализация не теплового, а механического способа разрушения пораженных участков мозга (гистотрипсию с кипением). Такой подход позволяет избежать нежелательного теплового перегрева и повреждения костей черепа. Предложенные решетки гораздо более компактны по сравнению с существующими аналогами: они имеют форму сегмента сферы с углом раскрытия 60º и апертурой 200 мм, тогда как существующие решетки – форму полусферической чаши с диаметром 300 мм. Проведена сравнительная оценка пространственных областей эффективного и безопасного электронного перемещения фокуса для предложенных решеток и показана возможность создания объемных разрушений размерами более 20 мм. Расчёты нелинейных эффектов показали возможность формирования в фокусе разработанных решеток ударных фронтов с развитым разрывом амплитудой более 70 МПа, необходимых для реализации механизма гистотрипсии с кипением. При этом, с учетом потерь на прохождение пучка через кости черепа и ткани мозга, значения интенсивности на элементах решеток не превышают технологический предел: 40 Вт/см2.
Показать АннотациюИспользование флуоресцентных детекторов считается крайне перспективным для регистрации сверхинтенсивных рентгеновских пучков. Это связано с рядом преимуществ таких детекторов по сравнению с традиционными детекторами (такими как ПЗС-матрицы, диоды, рентгеновские пленки и др.). В частности, данный тип детекторов имеет субмикронное пространственное разрешение, одновременно с большим полем зрения (до нескольких см2). Также известно, что динамический диапазон флуоресцентного детектора кристалла фторида лития (LiF) для мягкого рентгеновского излучения значительно превышает величину динамического диапазона стандартных детекторов 1E4. В рамках данной работы продемонстрирована возможность in-situ измерения профиля сфокусированного пучка со сверхшироким динамическим диапазоном 1E6 при помощи детектора LiF и конфокального лазерного сканирующего микроскопа.
Показать АннотациюИзучены люминесцентно-кинетические свойства в области 1,5 мкм градиентно-активированных кристаллов ниобата лития, неоднородно сенсибилизированных оптическими ионами Er3+ и примесными центрами Ce3+, Zn2+, а также рассмотрены синтезированные органические координационные соединения с оптическими центрами ионов Yb3+ и Er3+. В результате исследований было выявлено, что в образцах, сенсибилизированных ионами Ce3+, наблюдается снижение люминесцентного времени жизни возбужденного состояния 4I13/2 оптических центров Er3+. В органических координационных соединениях оптические центры ионов эрбия также демонстрируют снижение люминесцентного времени жизни возбужденного состояния. Установлено, что снижение люминесцентного времени жизни оптического центра Er в области 1.5 мкм для кристаллов LiNbO3:Er,Ce по сравнению с аналогичными значениями в LiNbO3:Er определяется присутствием в матрице ионов-релаксаторов Ce3+ и переносом энергии электронного возбуждения между примесными центрами. Наличие концентрационного профиля ионов Zn2+ в кристаллической матрице ниобата лития может потенциально создавать условия формирования неэквивалентных оптических центров для ионов Er аналогично тому, как оказывают воздействие на оптические центры ионы нефоторефрактивной примеси Mg2+. В органических координационных соединениях снижение времени жизни возбужденного состояния может быть объяснено обменными энергетическими процессами между оптическим центром и координационным окружением органического соединения. В исследуемых органических соединениях снижение люминесцентного времени жизни ионов Er3+ обусловлено наличием координационных соединений и обменными энергетическими процессами между ионами.
Показать АннотациюИспользуя простейшее устройство для демонстрации особенностей движения твердого тела, известного как «вращающаяся трубка», предлагаются несколько его усовершенствованных вариантов, позволяющих визуализировать такое понятие кинематики твердого тела, как ось мгновенного вращения. Существенное отличие предложенных в работе устройств от других нелинейных систем состоит в том, что достижение всеми изучаемыми в статье конструкциями стационарных фаз происходит во времени не экспоненциально, а за конечное время – благодаря свойствам сухого трения.
Показать Аннотацию