Отчёт Института ядерных исследований Российской академии наук за выполнение плана научных исследований в III квартале 2012 года

По тематическому направлению Фундаментальная и прикладная ядерная физика. Научный руководители: дтн Л.В.Кравчук, дфмн Э.А.Коптелов

### На сильноточном линейном ускорителе ИЯИ РАН

В области радиоизотопных исследований.

1. Изучение процесса по прямому извлечению стронция-82 методом сорбции из жидкого рубидия из реальных мишеней, облученных в ИЯИ РАН.

1.1. В рамках договора № 7-2011/5722 от 02.11.2011г. с Федеральным государственным унитарным предприятием «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», заключенному с ИЯИ РАН на основании Государственного контракта от 10 октября 2011 г. № 16.522.12.2012 по теме: «Разработка технологии производства стронция-82 – сырья для получения радиофармакологических препаратов», заключённого между Министерством образования и науки и ФГУП «ГНЦ РФ-ФЭИ»:

Проводятся совместные работы по усовершенствованию конструкции установки и спецоборудования для переработки облученной рубидиевой мишени в горячей камере ФГУП «ГНЦ РФ-ФЭИ», а именно:

- модификация установки, чтобы иметь возможность перерабатывать мишени как старой, так и новой конструкции;

- разработка узла «пробка мишени – ключ» для дистанционного открытия/закрытия мишени в герметичном боксе с инертной атмосферой, размещенном в горячей камере.

-разработана техническая документация на устройство для облучения
рубидиевых мишеней пучком протонов энергией 100 МэВ:  сборочный чертеж,
спецификация, руководство по эксплуатации и паспорт облученной мишени.

1.2. Продолжены совместные работы в рамках научного соглашения с французским центром Арронакс (Scientific Сollaboration Agreement INR RAS - ARRONAX GIP, Feb. 5, 2010, продлен до ноября 2013 г.) по разработке процесса получения стронция-82 во Франции на основе метода ИЯИ РАН.

2. Разработка новой технологии получения актиния-225 и радия-223 для терапии онкологических заболеваний.

В рамках выполнения договора, заключенного между ИЯИ РАН и НИФХИ им. Л.Я. Карпова (см. ниже) по разработке технологии получения актиния-225 из мишеней тория-232, облученных протонами средних энергий (см. ниже) проведены следующие работы:

а) Проанализированы результаты облучения толстой ториевой мишени пучком протонов высокой интенсивности (50-65 µА). Проведены мероприятия по обслуживанию и улучшению узлов стенда облучения (замена ионообменных смол, очистка теплообменника) и приняты меры по повышению безопасности облучения и обращения с облученной мишенью (гамма-, альфа- дозконтроль, приобретение альфа-спектрометра).

б) Совместно с кафедрой радиохимии МГУ проанализированы результаты переработки облученной ториевой мишени в горячей камере филиала НИФХИ им. Л.Я. Карпова. Проведены эксперименты, направленные на оптимизацию стадий растворения мишени и хроматографической очистки актиниевой фракции, проводимых в условиях горячей камеры.

Проведение рабочих совещаний

1. ИЯИ РАН – ARRONAX GIP – LEMER PAX, Компания Lemer, г. Нант, Франция. 3 рабочих совещания: 28 августа, 2012 г. Тема: «Ход работ по созданию генераторной системы на основе рубидия-82 для диагностики кардиозаболеваний в Европе и России».
2. ИЯИ РАН – ARRONAX GIP. ARRONAX, Нант, Франция, 29 августа, 2012 г. Тема: «Прогресс и проблемы выполнения договора между ИЯИ РАН и GIP Arronax (Scientific Сollaboration Agreement INR RAS - ARRONAX GIP, Feb. 5, 2010, продлен до ноября 2013 г.). Б.Л.Жуйков - сотрудники ARRONAX GIP.
3. Б.Л.Жуйков, Н.А.Костенников (РНЦ РХТ), Prof. D. Le Guludec, Prof. J.-F. Chatal. Bichat University hospital, Paris, 30 августа, 2012 г. Тема: Использование генератора рубидия-82 во Франции – американской и российской конструкции.
4. ИЯИ РАН-РОСНАНО (А.А.Путилов). Возможности возобновления проекта по созданию изотопного производства в ИЯИ РАН с участием Роснано. 15 августа, 2012. Б.Л.Жуйков, В.М. Коханюк, Ю.Г. Габриелянц, С.В. Ермолаев.
5. Кафедра радиохимии МГУ им. Ломоносова. Место и время: Тема: «Перспективы продления проекта получения актиния-225 на 2013 г.» 27 сентября 2012 г. Б.Л.Жуйков, С. В. Ермолаев, сотрудники кафедры радиохимии МГУ.
6. Место и время проведения: ФГУП «ГНЦ РФ – ФЭИ», Обнинск, 29.06.2012. Тема: «Текущие вопросы совместной работы ИЯИ РАН и ФГУП «ГНЦ РФ – ФЭИ» по договору № 7-2011/5722 от 02.11.2011, выполняемому в рамках Государственного контракта № 16.522.12.2012».

Участники: от ИЯИ РАН: Б..Л. Жуйков, С.В. Ермолаев В.М. Коханюк,

от ГНЦ ФЭИ: Н.А. Нерозин, С.В. Хамьянов.

7. Место и время проведения: ИЯИ РАН, Троицк, 23.08.2012. Тема: «Текущие вопросы совместной работы ИЯИ РАН и ФГУП «НИФХИ им. Л.Я. Карпова» по договору № Н/0512-154б от 24.05.2012, выполняемому в рамках Государственного контракта № Н.4f.44.90.12.1059 от 10.05.2012.

Участники: от ИЯИ РАН: Б.Л. Жуйков, С.В. Ермолаев В.М. Коханюк, Н.А. Коняхин, от НИФХИ им. Л.Я. Карпова: В.В. Поздеев, Н.В. Захаров.

Публикации:

1. B.L.Zhuikov, S.V.Ermolaev, V.M.Kokhanyuk. Radionuclide Production at Accelerator with High Power Targets. 8th International Conference of Nuclear and Radiochemistry, Como, Italy, Sept. 16-21. Abstracts.

2. Л. Кравчук, С. Акулиничев, Б. Жуйков. Развитие технологий лучевой терапии и ядерной медицины. Медицина: целевые проекты, № 12, 2012, с. 74-76.

Доклады:

1. Granov A.M., Tyutin L.A., Kostenikov N.A., Ryjkova D.V., Zhujkov B.L., Mostova M.I., Chudakov V.M., Tlostanova M.S., Khodjibekova M.M. 82Sr/82Rb-Generator Made In Russia. Perspectives of Clinical Use. ARRONAX, Nantes, France, 29 August, 2012.
2. B.L.Zhuikov, S.V.Ermolaev, V.M.Kokhanyuk. Radionuclide Production at Accelerator with High Power Targets. Приглашенный доклад. 8th International Conference of Nuclear and Radiochemistry, Como, Italy, Sept. 16-21, 2012.

Медицинская физика

• Была продолжена научная работа в области протонной терапии. Проведены работы по комплексной модернизации аппаратуры видеонаблюдения и архивации видео файлов пациента в процедурной КПТ, а также видеонаблюдения за движущими частями системы предварительного формирования терапевтического пучка в медицинском канале. В соответствии с проведенными расчетами по защите ПЗС матриц камер от влияния нейтронного и гамма фонов изготовлены многослойные контейнеры (парафин, кадмий, свинец) в которых установлены видео камеры, что значительно увеличит срок их работы.

• Продолжены работы по развитию технологии лучевой терапии на конвенциальных установках (ускоритель электронов и рентгенотерапевтический аппарат). С участием больницы РАН получили высокотехнологичное лучевое лечение25 человек.
• Продолжена научная работа по развитию технологии производства высокодозовых источников для брахитерапии на основе иттербия -169. В частности, была усовершенствована технология лазерного производства титановых контейнеров источников за счет использования (впервые) титановой проволоки для лазерной заварки контейнеров источников.
• В ЛМФ ИЯИ РАН был смонтирован и освоен электронный микроскоп для исследования радиобиологической эффективности различных видов излучения.

Публикации.

• С.В.Акулиничев, В.Н.Асеев, В.Н.Васильев, Ю.К.Гаврилов, В.И.Держиев, В.И.Ильин, А.А.Коконцев, Д.А.Коконцев, Д.Б.Лазебник, В.М.Скоркин, РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ДИСТАНЦИОННОЙ И КОНТАКТНОЙ РАДИОТЕРАПИИ В ИЯИ РАН, пленарный доклад на V Троицкой конференции «Медицинская физика и инновации в медицине» (ТКМФ-5), Троицк 2012 г.
• С.В. Акулиничев, Ю.К. Гаврилов, В.Н. Васильев, В.И. Держиев, А.А. Коконцев, Д.А. Коконцев, В.М. Скоркин, Дозиметрические исследования прототипа внутритканевого источника на основе 169Yb, материалы V Троицкой конференции «Медицинская физика и инновации в медицине» (ТКМФ-5), Троицк 2012 г.
• S.V. Akulinichev, A.V. Andreev, V.M. Skorkin, Study of thermal neutron capture in medical nanomaterials at irradiation facilities of INR RAN, направлено на 4th International Conference “Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy” (NPAE-Kyiv2012), September 3 - 7, 2012, Kyiv, Ukraine.
• С.В. Акулиничев, В.Н. Асеев, Д.Б. Лазебник, Исследование профилей медицинского протонного пучка фотометрическим методом, материалы V Троицкой конференции «Медицинская физика и инновации в медицине» (ТКМФ-5), Троицк 2012 г.
• S.V. Akulinichev, A.V. Andreev, V.M. Skorkin, Study of thermal neutron capture in medical nanomaterials at irradiation facilities of INR RAN, направлено на 4th International Conference “Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy” (NPAE-Kyiv2012), September 3 - 7, 2012, Kyiv, Ukraine

M.I.Grachev, E.V.Ponomareva, S.V.Akulinichev et al. “Proton channel that provides simultaneous independent operation of a treatment room of proton therapy and neutron sources of the experimental complex INR RAS”, международная конференция RuPAC-2012, С.Петербург, сентябрь 2012 г.

Проблема поиска массы покоя электронного антинейтрино в бета распаде трития

За 9 месяцев 2012 года была продолжена работа по вводу установки в эксплуатацию:

• проведена оптимизация электрических цепей;
• проведена маркировка электрических цепей;
• совместно с организацией ООО «Промышленная энергетика» г. Троицк выполнено первичное обследование электрооборудования установки.
• закуплен и запущен в эксплуатацию охладитель экологически чистого замкнутого круга охлаждения вакуумных насосов.
• Изготовлен и проведены вакуумные испытания патрона очистки от примесей азота и кислорода для системы циркуляции рабочего газа.

На семинаре ОЭФ были представлены результаты обработки данных с целью поиска дополнительных «тяжелых» состояний нейтрино. Название доклада на семинаре: «Старые данные с «Бочки» в русле возможной новой физики нейтрино: верхний предел на дополнительные тяжёлые состояния». Результаты проведённой работы оформлены в виде электронного препринта.

Начата разработка нового проекта с использованием спектрометра установки для исследования К-захвата электронов на лёгких ядрах с целью поиска тяжёлых нейтрино.

По материалам предыдущих исследований Нозиком А.А. защищена кандидатская диссертация на тему: «Результаты обработки данных эксперимента "Троицк ню-масс" по прямому измерению массы электронного нейтрино» (дата защиты диссертации - 22.03.2012 г.).

Проведены расчёты по методу Монте-Карло возможной чувствительности модернизированной установки к примеси стерильных нейтрино в спектре электронов при распаде трития. Сформулированы основные требования к такого рода измерений.

Начата активная работа по разработке проекта по поиску стерильных нейтрино в К-захвате электронов. Были определены два основных варианта эксперимента с использованием изотопов Be7 и Ar37. Проведены соответствующие оценки и предварительное моделирование экспериментальных спектров.

Произведен расчет электростатического поля для спектрометра на программном комплексе АНСИС для эксперимента КАТРИН для случая повреждения проволочного электрода. Результаты этого расчета были представлены на XXII рабочем совещании КАТРИН 28-30 марта 2012 г. (название доклада «Spectrometer electric potential variation in case of broken wires»).

В.С. Пантуев принял участие и представил пленарный доклад на международном «ХХI-м семинаре по проблемам физики высоких энергий», г. Дубна, 10-14 сентября 2012г.

А.А. Нозик принял участие в «24th Indian-Summer School "Understanding Neutrinos", где представил доклад «Investigation of neutrino properties in Troitsk».

Поиск редких мюонных процессов с нарушением лептонных чисел.

Институт ядерных исследований РАН участвует в совместном эксперименте Mu2e (FNAL, США) по поиску процесса ->e конверсии с уровнем чувствительности превышающем на пять порядков лучшее, чем современное экспериментальное ограничение на данный процесс. Эксперимент Mu2e был принят DOE (Department of Energy, US) 11 ноября 2009. Поиск процессов вне рамок Стандартной модели представляет собой одну из главных задач современной физики. Повышение уровня чувствительности в эксперименте Mu2e на несколько порядков может привести к обнаружению новых взаимодействий, порождаемых новыми тяжелыми частицами с массами 1000 ТэВ, которые невозможно получить в ближайшем будущем на ускорителях.

Рис. 1 Эксперимент Mu2e по поиску процесса ->e конверсии

В марте 2012 г. завершена первая стадия CD-0 эксперимента: разработка концепции, оценка стоимости эксперимента. Коллаборацией подговлен CDR (Conseptual Design Report), который завершает эту работу. Одобрен и утвержден бюджет сдедующей стадии CD-1 эксперимента комитетом DOE США от 27 июня 2012 г.

В рамках темы, создана установка для исследования основных характеристик кристаллов LYSO, необходимых для прототипа калориметра эксперимента Mu2e. Экспериментальная установка с системой сьема информации на основе КАМАК, показанна на рис. 2. Установка создавалась с помощью отделов КОРЭ (О. Каравичев, В. Постоев), ОЭФ (Ю. Рябов) и лаборатории ЛФЯР (В. Недорезов, А. Русаков). Сцинтилляционные счетчики с кристаллом NaI используются для выделения космических мюонов, которые проходят через исследуемый кристалл. Использование двух фотоприемников (ФЭУ) для регистрации света в кристалле LYSO, позволяет провести измерения основного вклада в энергетическое разрешение с помощью космических мюонов. Среднее энерговыделение в кристалле от космических мюонов составляет - 40 МэВ. Измерение разницы A1 – A2 и суммы A1 + A2 амплитуд сигналов APD позволяет оценить стохастический вклад в разрешение калориметра, обусловленный флуктуациями фотостатистики и шумами электроники, в области низких энергий. Измерение основных характеристик кристаллов LYSO сопряжено с трудностями, связанными с собственным свечением в кристалле от радиоактивных примесей редко-земельного элемента Lu. Интенсивность собственных сцинтилляций составляет величину равную 500 Hz/cm3. Для исследуемого кристалла размером 3x3x4 cm3 частота собственных сцинтилляций составляет величину - 18 kHz. Энергетический спектр этих сцинтилляций лежит в области от 0 до 1 МэВ.

Основную характеристику кристалла - энергетическое разрешение можно измерить при помощи радиоактивных гамма-источников с интенсивностью превышающих в несколько раз частоту собственных сцинтилляций или с помощью космических мюонов.

Рис. 2 Схема установки (слева) и внешний вид установки (справа) для исследования свойств кристаллов LYSO с использованием космических мюонов.

Использование космических мюонов, в схеме совпадений, позволяет подавить собственные сцинтилляции и измерить энергетическое разрешение кристалла в области энергий – 40 МэВ. Первые измерения с использованием космических мюонов выявили основную проблему, связанную с низкой частотой регистрации мюонов.

Рис. 3 Спектр сигналов от космических мюонов от первого ФЭУ (слева) и второго ФЭУ (справа) кристалла.

Для набора спектра энергетических потерь мюонов в кристалле, состоящего из 1500 событий (рис. 3), необходимо проведение измерений в течении одной недели. Такое длительное измерение накладывает высокие требования на стабильность системы регистрации и высоковольтного источника. На рис. 3 показан спектр сигналов с двух фотоприемников кристалла, которые должны быть одинаковы. При этом спектр сигналов (правый) расплывается по сравнению с первым спектром (слева), что связанно, в основном, с долговременной нестабильностью источника высоковольтного питания.

В настоящее время проводится модернизация установки (Рис. 4) для использования радиоактивного источника позитронов Na22 с интенсивностью – 100 kHz, который имеется в лаборатории атомного ядра института.

Рис. Схема установки для исследования свойств кристаллов LYSO с использованием источника позитронов Na22.

Источник Na22 излучает гамма-квант с энергией 1.2 МэВ одновременно с позитроном, что позволяет организовать триггерный сигнал от регистрации двух анигилляционных гамма-квантов в совпадении. И тем самым существенно подавить собственное свечение кристалла при регистрации гамма-кванта с энергией 1.2 МэВ. А также существенно уменьшить время набора статистики с недели до времени порядка часа, что позволит подавить размытие спектра, связанное с нестабильность источника высоковольтного питания.

Свойства барионов и ядер в топологических и иных солитонных моделях

Из данных коллаборации SNO по стабильности дейтерия получено ограничение на осцилляции нейтрон-антинейтрон в вакууме, которое близко к лучшему ограничению, полученному из данных по стабильности кислорода.

В киральной солитонной модели рассчитаны полные энергии связи нейтронно-избыточных гиперядер. Получено удовлетворительное согласие с данными по гиперядру (Lambda)He-8 и недавно полученными коллаборацией FINUDA данными об энергии связи тяжелого гиперводорода (Lambda)H-6.

Переиздана 1-я часть пособия для студентов 3-го курса МФТИ «Введение в физику элементарных частиц», в которой сделаны дополнения и исправления, 101 стр.

Сделан доклад на 17-м Международном семинаре «Кварки-2012» «Restriction on the neutron antineutron oscillations from the SNO data on the deuteron stability”.

Отправлены аннотации докладов «Neutron rich hypernuclei in chiral soliton model” и «Quantized Multiskyrmions as Possible Nuclear Bound States of Antikaons» на конференцию HYP2012 (Физика странных частиц и гиперядер, Барселона, Испания, Октябрь 2012) и рабочее совещание SNP-2012 (Strangeness Nuclear Physics, Osaka, Japan, August 27 – 30, 2012).

Отправлены аннотации докладов «Effective Quark (Antiquark) Masses from Chiral Soliton Models for Exotic Baryons” and «Quantized Multiskyrmions as Possible Nuclear Bound States of Antikaons» на конференцию «Quark Confinement and Hadron Structure”, Munich (Garching) Germany, October 8-12 2012.

Публикации

1. В.Б.Копелиович, И.К.Поташникова. Restriction on the neutron antineutron oscillations from the SNO data on the deuteron stability. Письма в ЖЭТФ, 95, 3-7 (2012) [JETP Lett. 95, 1 – 5 (2012)]

2. V.B.Kopeliovich, Neutron rich hypernuclei in chiral soliton model. ArXive: 1203.3979 [nu

7. В.Б.Копелиович. Введение в физику элементарных частиц. Часть 1, издание 2-е, исправленное и дополненное. 101 стр. ISBN 978-5-94274-188-4.

8. V.B.Kopeliovich. Restriction on the neutron antineutron oscillations from the SNO data on the deuteron stability. Доклад на 17-м Международном семинаре «Кварки-2012», Ярославль, 4 — 10 июня 2012 г.
9. В.Б.Копелиович. Neutron rich hypernuclei in chiral soliton model. Письма в ЖЭТФ, 96, 226-230 (2012) (См. выше п. 2)

Исследование аномального электромагнетизма в углеродных конденсатах

Проект «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей», разрабатываемый в группе перспективных фундаментальных и прикладных исследований получил статус резидента инновационного центра Сколково. Для продвижения проекта создана инновационная компания «Каррент Лимитед». Подготовлены документы на получение гранта Сколково для проведения НИОКР по проекту. В рамках взаимодействия со Сколково проект представлялся на встрече с зарубежными инвесторами, а также на круглом столе кластера энергоэффективных технологий с участием российских и иностранных энергосетевых компаний МРСК, ФСК, Siemens, ABB, и был высоко оценен техническим директором МРСК Б.И.Механошиным и получил предложение о сотрудничестве. По результатам конференции было дано интервью главному редактору А.Л.Самсонову и подготовлены две статьи журнале «Экология и жизнь».

Для финансирования проекта «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей» по условиям «Сколково» найден соинвестор FPI Innovation Fund – венчурный фонд развития инновационных проектов ранней стадии. В настоящий момент проходит стадия согласования действий соинвестора и фонда «Сколково».

В рамках мероприятий по созданию научно- образовательного центра (НОЦ) иннограда Троицк проведена работа по сбору и представлению проектов ИЯИ РАН. В настоящий момент НОЦ Троицка вошел в число 10 НОЦ, одобренных к реализации, и находится на стадии утверждения.

По тематике группы подготовлен проект РФФИ «Разработка энергоэффективных углеродных бесконтактных токоограничителей для тягловых сетей ОАО РЖД» № 12-08-13102 офи_м_РЖД (конкурс ориентированных фундаментальных исследований в интересах ОАО РЖД 2012 г.)

Обновлен сайт группы http://www.serleb.narod.ru, где представлена информация о проектах группы и всех сопутствующих мероприятиях.

Публикации

1.С.Г.Лебедев. «В поисках сверхпроводящего Грааля», «Экология и жизнь» №4, 2012, стр.52-55.

2.С.Г.Лебедев. «Квантовое переключение в электрическом поле» блоги журнала «Экология и жизнь» http://ecolife.ru/blogs/?p=1085.

3. С.Г.Лебедев. «Кристаллическая Вселенная», «Экология и жизнь», №6, 2012.

Доклады:

1. S.G.Lebedev “CORRELATIONS BETWEEN SWITCHING OF CONDUCTIVITY AND OPTICAL RADIATION OBSERVED IN THIN CARBON FILMS” Proc. Of the Nature Conference Frontiers in Electronic Materials: Correlation Effects and Memristive Phenomena 2012.
2. S.G.Lebedev. “Development of contact-less field effect current limiters for electrical circuits” Presentation on Steinar H.Korsmo Seed Forum in Skolkovo, February, 9, 2012.
3. С.Г.Лебедев. «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей» Представление проекта на круглом столе кластера энергоэффективности с участием сетевых компаний 28 февраля 2012г.
4. С.Г.Лебедев. «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей» Представление проекта на НТС МРСК, 12 апреля 2012г.
5. С.Г.Лебедев. «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей» Представление проекта соинвесторам FPI Innovation Fund – венчурный фонд развития инновационных проектов ранней стадии.28 мая, 2012г.
6. С.Г.Лебедев. «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей» Представление проекта в Троицкий НОЦ, 30 апреля, 2012г.
7. С.Г.Лебедев. «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей» Представление проекта на Петербургском Экономическом Форуме в числе проектов кластера энергоэффективности «Сколково», 21-25 июня 2012 г.
8. S.G.Lebedev. “CURRENT LIMITED: Contact less field effect current limiters” представление презентации на подготовительном питч – тренинге в Сколково 30 августа 2012 г.
9. S.G.Lebedev. “CURRENT LIMITED: Contact less field effect current limiters” представление презентации на подготовительном питч – тренинге в Сколково 28 сентября 2012 г.

Разработка технологии, получение опытных образцов и исследование особенностей электродинамики нанокристаллических композитов фононных резонаторов (НФР)
Для продвижения проекта была создана коллаборация нескольких институтов. Но после окончания финансирования по гранту РФФИ работа остановилась. За отчетный период продолжались поиски источников финансирования для продвижения проекта.

В рамках мероприятий по созданию научно- образовательного центра (НОЦ) иннограда Троицк проведена работа по сбору и представлению проектов ИЯИ РАН. В настоящий момент НОЦ Троицка вошел в число 10 НОЦ, одобренных к реализации, и находится на стадии утверждения.

На обновленном сайте группы http://www.serleb.narod.ru представлено описание проекта.

Публикации

1.L.V.Kravchuk, S.G.Lebedev. “Phonon Resonators: The Building Blocks of Nanocomposite Adjusting the Electron-Phonon Interraction” send to the Journal of Applied Physics.

Исследование переходов нейтрон-антинейтрон

Произведен сравнительный анализ всех существующих моделей переходов нейтрон-антинейтрон в среде и ядрах основанных на диаграммной технике прямых реакций, потенциальном описании взаимодействия антинейтрон-среда (ядро) и теоретико-полевом подходе с конечными временами. Показано, что для расчета переходов нейтрон-антинейтрон в среде должен использоваться теоретико-полевой подход с конечными временами.

Нижняя граница на период осцилляций нейтрон-антинейтрон в вакууме находится в пределах 10^{16} yr}>\tau >1.2 2х10^9 s

Величина 1.2х10^9 s, полученная нами, в 5 раз превосходит предсказания полученные с помощью потенциальной модели и диаграммной техники (а вышеупомянутые модели, как показано в нашей работе, просто неверны) и в 14 раз ограничение полученное на реакторе в Гренобле.

В рамках теоретико-полевого подхода с конечными временами исследуется роль собственной энергии для ab-переходов (осцилляций частиц) в поглощающей среде, включая ядра. В зависимости от величины собственной энергии нижняя граница на период ab-осцилляций в вакууме может меняться на много порядков. Это обусловлено двумя факторами.

1. Собственная энергии частиц обусловлена взаимодействием со средой (ядром), а не взаимодействием с вакуумом, как например, в электродинамике и поскольку это взаимодействие сильное, то и величина собственной энергии может меняться от нуля до сотни МэВ в зависимости от процесса и модели.

2. При равенстве масс частиц a и b, S-матричная амплитуда процесса в вакууме сингулярна. Малейшая величина собственной энергии отличная от нуля снимает рассходимость в амплитуде. Отсюда ясна критичность результатов к величине собственной энергии для процесса в среде.

Публикации

1. Valeriy Nazaruk, Alternative models of neutron-antineutron conversion in nuclei. Int.J.Mod.Phys.E Vol. 21,No.6 (2012) pp. 1250056-1250065.

Поиск темной материи Вселенной

Предложено для подавления фона, понижения порога регистрации и повышения чувствительности измерений использовать смесь Ar+0,15ppm Ge(CH3)4+100 ppm Xe. Дополнительное введение в Ar добавки 100 ppm Xe позволит подавить триплетную составляющую сцинтилляционного излучения от детектируемых частиц и повысить за счёт этого на несколько порядков коэффициент подавления фона. Направлена статья в журнал "Письма в ЖЭТФ". Сделан доклад на рабочем совещании ИЯИ РАН по поиску темной материи Вселенной.

Получено: Предложен метод подавления фона в эксперименте по поиску темной материи Вселенной с помощью двухфазной аргоновой камеры с массой жидкого аргона до 1000 тонн. Коэффициент подавления фона больший 1010 может быть получен за счет введения в жидкий Ar фоточувствительной добавки тетраметилгермания, увеличивающей на порядок эффективность регистрации сцинтилляционного излучения, и введения добавки ксенона, подавляющей триплетную компоненту сцинтилляции.

Публикации

1.Б.М.Овчинников, Ю.Б.Овчинников, В.В.Парусов, «Установки на основе БГ для поиска WIMP», Препринт ИЯИ РАН №1314/2012, февраль 2012.

2. B.M.Ovchinnikov, Yu.B.Ovchinnikov, V.V.Parusov, “Massive liquid Ar and Xe detectors for direct Dark Matter searches”, arXiv:1192.3588[phys.ins-det].

3. B.M.Ovchinnikov, Y.B.Ovchinnikov, V.V.Parusov. “Massive liquid Ar and Xe detectors for direct DM searches”, JETP Letters, vol. 96, iss.3, p 163 (2012).

4.Б.М.Овчинников, В.В.Парусов, «Методы детектирования событий в двухфазных аргоновых камерах», Препринт ИЯИ РАН 1326/2012.

Внедрение в широкую медицинскую практику технологии лечения смесями БГ с кислородом

ИЯИ РАН совместно с Больницей РАН в г. Троицке М.о. проводятся доклинические испытания смесей БГ с кислородом для устранения стрессовых состояний, являющихся основной причиной инсультов и инфарктов. Подана для публикации препринт ИЯИ РАН А.Ю. Перова и Б.М. Овчинникова "Предварительные испытания смесей аргона с кислородом", в которой показано, что эта смесь является успокаивающей и обезболивающей, а также восстанавливающей потенцию.

Совместно с Больницей РАН в г. Троицке МО в терапевтических процедурах показано, что аргон-кислородные смеси улучшают иммунный статус, повышают репродуктивную функцию, задерживают возрастное физиологическое угнетение половой сферы, обладают антистрессорным действием и являются анальгетиком.

Исследование газа СО для использования в лазерах большой мощности

Показано, что молекула СО неэлектроотрицательна. Предложено контролировать газы СО на предмет наличия в них электроотрицательных примесей, мешающих использованию СО в лазерах, с помощью газоанализатора "ИСТОК". Этот же метод контроля пригоден для газа СО2. Разработан метод очистки газа СО от примесей, мешающих работе СО-лазеров: кислорода, влаги, двуокиси кислорода, карбонилов железа и никеля, карбидов. Результаты оформлены в виде препринта ИЯИ РАН.

1. Б.М.Овчинников, В.В.Парусов,” Определение величины сродства к электрону молекулы СО”, Статья направлена в журнал «Лазерная медицина».

Исследование подпорогового рождения легких векторных мезонов и заряженных каонов в протон и фотоядерных реакциях

Проведен анализ экспериментальных данных по кумулятивному рождению антипротонов в pA (A=Be, Al, Cu, Ta) реакциях при начальной энергии протонов 10 ГэВ, полученных на ускорителе ИТЭФ. Впервые в таких реакциях показано, что отношение сечения рождения антипротонов на тяжелом ядре к аналогичному сечению на легком ядре как функция кумулятивной переменной X проявляет ступенчатую структуру - состоит из трех четко выраженных плато. Этот экспериментальный факт неоспоримо свидетельствует о существовании в ядрах компактных барионных конфигураций - короткодействующих нуклон-нуклонных корреляций и/или многонуклонных кварковых кластеров. Сравнимость измеренного в данной работе отношения сечений с отношениями сечений инклюзивного рассеяния электронов на ядрах указывает на слабое поглощение антипротонов в ядерной материи, которое характеризуется, как показал анализ, длиной формирования антипротонов в этой материи порядка 4.5 Фм.

Проведен анализ экспериментальных данных по рождению K(+)K(-) пар в протон - протонных столкновениях при начальной энергии протонов 2.83 ГэВ, полученных на ускорителе COSY с использованием магнитного спектрометра ANKE. Определены дифференциальные и полные сечения как реакции прямого рождения этих пар в pp взаимодействиях при данной энергии, так и реакции pp->ppK(+)K(-) с промежуточным фи-мезоном. Впервые показано, что основной вклад в сечение реакции pp->pp{фи} при рассматриваемой энергии дает p-волновое состояние конечной pp системы, а для описания данных по прямому рождению каонных пар необходимо учитывать двухчастичные взаимодействия в конечном состоянии.

Результаты данного исследования опубликованы в:

1. Yu.T. Kiselev, V.A.Sheinkman, A.V.Akindinov, M.M.Chumakov, A.N.Martemyanov, V.A.Smirnitsky, Yu.V.Terekhov, E.Ya.Paryev. Probing of compact baryonic configurations in nuclei in A(p,pbar)X reactions and antiproton formation length in nuclear matter. Phys.Rev.C85(2012)054904; Arxiv: nucl-ex/1204.2669.
2. A.Polyanskiy,..., E.Ya.Paryev,... Width of the phi meson in nuclear matter. Yad.Fiz. vol.75, N.1, 100-111 (2012).
3. M.Hartmann,..., E.Ya.Paryev,....Momentum dependence of the phi meson nuclear transparency. Phys.Rev.C 85, 035206 (2012); nucl-ex/1201.3517 (2012).
4. Q. Ye,....., E.Ya.Paryev,.... The production of K(+)K(-) pairs in proton-proton collisions at 2.83 GeV. Nucl-ex/1202.5451 (2012).

Излучение релятивистских потоков в астрофизике

По данным космической гамма-обсерватории «Ферми» исследованы спектры диффузного межгалактического гамма-излучения, галактического излучения и суммарного излучения ярких внегалактических объектов: лацертид и блазаров. Во всех спектрах кроме галактического обнаружены завалы в районе 100 ГэВ, связанные с поглощением на межгалактическом инфракрасном фоне. Предварительный анализ этих спектров указывает на то, что диффузный фон в районе десятков-сотен ГэВ не связан с не разрешенными лацертидами, как предполагалось ранее, а скорей является суммарным излучением галактик и, возможно, высокоширотным вкладом излучения нашей галактики.

Готовится к печати статья:

B.Stern, J.Poutanen «Stacked Fermi blazar spectra reveal strong breaks caused by photon-photon absorption on He II Lyman emission»

Опубликованы две статьи, популяризирующих науку.

1. В. Рубаков, Б.Штерн, «Выбор Мильнера», «Троицкий вариант – наука» от 14 июля 2012 г.
2. Б.Штерн «Рыцарь вечности» «Троицкий вариант – наука» 14 от 25 сентября 2012 г.

Исследование ядерных реакций при низких и средних энергиях

Выполнены и выполняются следующие работы:

1. Подготовка к измерениям по программе нейтрон-ядерных исследований в сеансе ноябрь-декабрь с.г. на импульсном нейтронном источнике «РАДЭКС».

а. Установка компенсаторов и коллиматоров на горизонтальных каналах.

б. Размещение установок на пучках и тестирование (РЭПС, Четырехканальный гамма-детектор, камеры, мониторы).

в. Проверка системы регистрации, накопления и хранения экспериментальной информации.

г. Сборка начальной части вертикального канала и тестирование его параметров.

2. Измерение фоновых условий измерений на каналах ИИН «РАДЭКС».

По Протоколу о сотрудничестве ИЯИ РАН и ОИЯИ РАН (г. Дубна) №4074-4-11/13 транспортированы в ИЯИ (Троицк) детекторы ЖС- множественности и ЖС с Gd-поглотителем, для проведения исследований возбуждения осколков деления ядер и измерения функций пропускания редкоземельных элементов. Проводится тестирование этих установок.

Подготовлен тех. проект нового ЖСД объемом 450л, нагруженного Gd, для эффективной (до 95%) регистрации быстрых нейтронов (совместно с ОЛВЕНа). Заказаны комплектующие. Изготовление и тестирование в 1-2-й кварт. 2013г

Направлена публикация в Я.Ф.: Ю.В. Григорьев и др. "Исследование резонансной структуры нейтронных сечений и спектральных характеристик на импульсных источниках нейтронов РАДЭКС и ИРЕН-1".

Представлены доклады

1. «Поиск возбуждения сверхплотных состояний в осколках деления Cf-252», Ю.Рябов и др. На конференцию «Ядро-2012»:
2. Ю.В.Григорьев и др. «Исследование резонансной структуры нейтронных сечений Sm-148», На конференцию ОИЯИ ИСИН-20 (г. Алушта)
3. «Измерение полных и парциальных сечений Ti, Cr, Ni, Fe», автор Григорьев Ю.В и др..

В области физики атомного ядра.

Исследование взаимодействия нуклонов с малонуклонными системами и легкими ядрами на пучках Московской мезонной фабрики

1. Подготовлен проект эксперимента по исследованию нейтрон-нейтронного взаимодействия в реакции d+tnn+3He на пучке дейтронов циклотрона НИИЯФ МГУ, и в реакции n+tnn+2H на канале РАДЭКС. Схема эксперимента обсуждена с участниками проекта из НИИЯФ. Проведена проверка кремниевых полупроводниковых детекторов, предназначенных для регистрации заряженных частиц в вышеприведенных реакциях.

2. Запущена и проверена в эксплуатации аппаратура цифрового анализа формы импульсов (Digital Pulse Processing - DPP). Проведен анализ методов n-разделения по форме импульса в сцинтилляционных детекторах. Предложены новые параметры и методы разделения, позволившие улучшить качество разделения.

3. Предложен и будет реализован в эксперименте метод регистрации двух нейтронов, взаимодействующих в конечном состоянии (ВКС), с помощью одного сцинтилляционного детектора и аппаратуры DPP. При реализации этого метода будут измерены сечения вылета двух нейтронов в геометрии ВКС, а также осуществлен поиск связанного динейтрона.

Результаты проведенных в III квартале работ доложены на двух международных конференциях.

Публикации

1. E.Konobeevski. Study of Neutron-Neutron Scattering in nd Breakup Reaction, Journal of Physics: Conference Series 340 (2012) 012047.

2. S.V.Zuev, E.S.Konobeevskii, V.M.Lebedev, M.V.Mordovskoi, A.V.Spasskii, S.I.Potashev, I.M.Sharapov. Energy Calibration of a E–E Scintillation Telescope in (, p) Reaction, Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics, 2012, Vol. 76, No. 4, pp. 396–399.

3. S.V.Zuev, E.S.Konobeevskii, M.V.Mordovskoi, I.M.Sharapov. Reconstruction of an Energy Spectrum of Fast Neutrons (20–60 MeV) of the RADEX Channel (INR) by the Inverse Problem Method, Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics, 2012, Vol. 76, No. 4, pp. 409–412.

Тезисы

1. Е.С.Конобеевский и др. / Установка для исследования нейтрон-нейтронного взаимодействия в реакции nd-развала // Сборник тезисов международной конференции «Nuclear Science and its applications», Samarkand, Uzbekistan, September 25-28, 2012.
2. E.S.Konobeevski, M.V.Mordovskoy, I.M.Sharapov, S.V.Zuyev. Neutron-gamma discrimination in organic scintillators using various pulse-shape parameters, Доклад на XIII Международном Семинаре по электромагнитным взаимодействиям ядер, 20-23 Сентября, 2012, Москва, ИЯИ РАН.

Исследование структуры и механизмов взаимодействия слабосвязанных ядер с ядрами при средних энергиях

Изучались реакции срыва в системе трех тел на основе дифракционной модели с S-матрицами и волновой функцией ядра-снаряда гауссовского вида. В аналитическом виде получены соотношения между дифференциальными сечениями реакции срыва нуклона и срыва остова ядра-снаряда на ядре мишени при различных предположениях об их размерах.

Публикации

1. В.П. Заварзина, В.Е. Пафомов, В.А. Сергеев./Соотношения между дифференциальными сечениями дифракционных процессов срыва нуклона и срыва остова гало-ядра.// Известия РАН, серия физическая (сдана в печать).

2. Б.А. Бенецкий, В.П. Заварзина, Е.С. Конобеевский, В.А. Сергеев. Тематический отчет. Научная деятельность лаборатории атомного ядра ИЯИ РАН с 1946 г. по 2011г. – М: Изд. ИЯИ РАН, 2012, 120 С.

Разработка методов и аппаратуры низкофоновых измерений гамма-излучений с использованием германиевых гамма-спектрометров

1. Разработан и смонтирован опытный образец низкофоновой камеры для германиевого гамма-спектрометра, позволяющий апробировать различные варианты защитных материалов пассивной защиты. Проведены измерения ряда наборов таких материалов. Проведена модернизация камеры для низкофоновых измерений путем использования элементов внутренней защиты из вольфрама и меди.

2. Разработан, изготовлен и испытан макетный образец модуля сцинтилляционного детектора для использования его в активной защите от космического излучения низкофоновой камеры с германиевым гамма-спектрометром. Достигнуто снижение общего уровня фона камеры до 1,2 имп/сек (соответствует уровню 3,8 имп/сек при 100% эффективности).

3. Запущена и проверена в эксплуатации система сбора информации на базе аппаратуры цифрового анализа формы импульсов (Digital Pulse Processing - DPP) фирмы CAEN при использовании низкофоновой камеры с активной защитой. С помощью этой аппаратуры проведены измерения фона низкофоновой камеры.

4. Для обеспечения возможности проведения работ по нейтронно-активационному анализу на базе камеры для низкофоновых измерений, предложен вариант модернизации ускорителя электронов ЛУЭ-8-5 с целью его использования в качестве источника нейтронов. Проведенные исследования и расчеты показали, что максимальная плотность потока тепловых нейтронов (в центре замедлителя) с использованием ЛУЭ-8 может составить ~ 2·108-109 н/см2с при выходе быстрых нейтронов 1-5·1010 н/с.

Результаты проведенных в III квартале работ доложены на двух международных конференциях.

Тезисы

1. A.V.Andreev, Yu.M.Burmistrov, E.S. Konobeevski, M.V. Mordovskoy, S.V. Zuyev, V.I. Firsov. LOW-BACKGROUND CHAMBER FOR THE GERMANIUM GAMMA SPECTROMETER. Book of Abstracts. The 4-th International Conference “Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy”, September 3-7, 2012, Kyiv, Ukraine, P. 139.

2. A.V.Andreev, Yu.M.Burmistrov, A.M.Gromov, E.S. Konobeevski, M.V. Mordovskoy, G.V.Solodukhov, S.V. Zuyev, V.I. Firsov, Yu.M. Zipenyuk. On the possibility of using of electron linac LUE-8 (INR RAS) as the thermal neutrons source. Доклад на XIII Международном Семинаре по электромагнитным взаимодействиям ядер, 20-23 Сентября, 2012, Москва, ИЯИ РАН.

3. A.V.Andreev, Yu.M.Burmistrov, A.M.Gromov, E.S. Konobeevski, M.V. Mordovskoy, G.V.Solodukhov, S.V. Zuyev, V.I. Firsov, Yu.M. Zipenyuk. ELECTRON LINEAR ACCELERATOR LUE-8-5 WITH W-Be PHOTONEUTRON TARGET AS A NEUTRON SOURCE. Book of Abstracts. The 4-th International Conference “Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy”, September 3-7, 2012, Kyiv, Ukraine, P. 147.

Исследование взаимодействия нейтронов малых энергий с ядрами с возбуждением коллективных степеней свободы

Подготовлена и сдана в печать статья Д.А. Заикин, И.В. Суркова, М.В. Мордовской./ Параметр диффузности для четно-четных ядер в области 58A250 и оптическая модель со связью каналов. // Известия РАН, серия физическая

Разработка основ создания средств аварийной радиационной защиты третьего поколения (АРЗ_3) и методов испытаний и контроля для повышения безопасности и экологической чистоты ядерной энергетики

Проводился анализ возможностей инструментального дозиметрического контроля в условиях пожаров и аварий на радиационно-опасных объектах при использовании аварийных средств индивидуальной радиационной защиты. Вследствие специфических условий применения средств контроля и цели их применения возникает необходимость формирования особых требований к дозиметрическим приборам. В докладе [8] изложены результаты проведенной работы. В целом проблему контроля уровней радиационного воздействия на человека при тяжелых радиационных авариях нельзя считать решенной.

Публикации

1.Б.А. Бенецкий, М.Н. Лифанов. Доклад стендовый, секционный, на международной конференции /Поглощающие добавки в радиационно-защитных материалах для специальной защитной одежды пожарных // Тезисы докладов XXIV Международной научно-практической конференции по проблемам пожарной безопасности, посвященной 75-летию создания института 3-4 июля 2012 г.Ч.2. Балашиха МО, Россия.– М.:ВНИИПО (2012). С 83-86.

2. Б.А. Бенецкий. Доклад стендовый, секционный, на международной конференции / Влияние человеческого фактора на время оперативного реагирования на сигнал о пожаре //Тезисы докладов XXIV Международной научно-практической конференции по проблемам пожарной безопасности, посвященной 75-летию создания института 3-4 июля 2012 г.Ч.2. Балашиха МО, Россия.– М.:ВНИИПО (2012). С 87-89.

3. В.И. Логинов, М.Н. Лифанов, Б.А. Бенецкий. Доклад стендовый, секционный, на международной конференции/ Инструментальное обеспечение дозиметрических измерений при ликвидации пожаров и аварий на радиационно-опасных объектах // Тезисы докладов XXIV Международной научно-практической конференции по проблемам пожарной безопасности, посвященной 75-летию создания института 3-4 июля 2012 г.Ч.2. Балашиха МО, Россия.– М.:ВНИИПО (2012). С 107-110.

4. Б.А. Бенецкий, В.П. Заварзина, Е.С. Конобеевский, В.А. Сергеев. Тематический отчет. Научная деятельность лаборатории атомного ядра ИЯИ РАН с 1946 г. по 2011г. – М: Изд. ИЯИ РАН, 2012, 120 С.

### Нейтронные исследования.

Мёссбауэровская спектроскопия

Структурные исследования новых железосодержащих сверхпроводников.

По тематическому направлению Физика космических лучей и нейтринная астрофизика. Научный руководитель: дфмн Л.Б.Безруков

Нейтринная астрофизика.

На основе расчетов по семи моделям взаимодействий адронов сверхвысоких энергий впервые были рассмотрены корреляции характеристик адрон-ядерных взаимодействий при энергии Е0 = 1016 эВ со средним расстоянием частиц от центра семейства R. Впервые рассматривались параметры, представляющие собой величины среднего поперечного импульса pt, рассчитанные в различных кинематических областях хLab=pz/ptot, а именно хmin < хLab < хmax. Рассчитывались xLab-независимые, а также взвешенные по xLab и x2Lab значения. Была найдена кинематическая область хLab, в которой имеет место линейная корреляция используемых параметров с размерами семейств. Показано, что такие модели, входящие в пакет CORSIKA, как QGSJET II и SYBILL 2.1, не могут объяснить экспериментальные результаты [1,2].

Совместное рассмотрение результатов по гамма-адронным семействам, полученных с помощью РЭК при энергиях E0 < 1015 эВ и E0 > 1016 эВ в стратосферных и высокогорных исследованиях космических лучей с помощью рентгеноэмульсионных камер, ещё раз показало важнейшую роль характеристик фрагментационной области в h-А взаимодействиях и позволило сформулировать параметры модели в широком диапазоне энергий [3,4]. Начата разработка программы компьютерного статистического моделирования FANSY 2.0 – генератора сильных взаимодействий адронов высоких, сверхвысоких и ультравысоких энергий (1011 – 1020 эВ) с протонами и ядрами, учитывающая генерацию чармированных частиц и описывающую компланарную генерацию наиболее энергичных вторичных частиц при энергиях взаимодействий выше ~1015 эВ с большими поперечными импульсами в плоскости компланарности, а также результаты LHCf.

Рассчитаны температурные коэффициенты интегральных потоков мюонов космических лучей, приходящих на уровень моря по вертикальному и горизонтальному направлениям с энергиями 102, 104 и 3*106 ГэВ [5,6,7], представляющие собой часть необходимого теоретического обеспечения широко проводящихся в мире в настоящий момент соответствующих экспериментальных исследований. Также рассчитаны угловые распределения интегральных потоков мюонов космических лучей на уровне моря с энергиями 102 – 108 ГэВ. Механизм генерации мюонов в атмосфере – распады пионов, каонов и чармированных частиц согласно современным данным о сечениях генерации пионов, каонов и чармированных частиц во взаимодействиях нуклон-ядро атома воздуха, полученными в экспериментах на ускорителях и согласно теории КХД (для чармированных частиц). Можно отметить большие неопределенности в величинах сечений генерации чармированных частиц.

Выполнены теоретические исследования процессов образования и эволюции сверхплотных сгустков темной материи (субгало) на космологической стадии радиационного доминирования. В том числе, исследован случай несферического сжатия сгустка и ограничения на плотность на основе теоремы Лиувилля. Найдено возможное усиление аннигиляционного сигнала от гало Галактики за счет существования сгустков. Из сравнения с данными Fermi-LAT найдены ограничения на параметры моделей. Часть результатов опубликована [8,9], последние результаты подготовлены к печати.

Исследовано обратное влияние аккрецируемого вещества на гравитационное поле заряженной черной дыры. Найдены поправки к метрике и рассмотрены ряд частных примеров (аккреция идеальной жидкости, канонического скалярного поля и “галилеона”). Результаты опубликованы [10].

Исследован вопрос о сверхновых, которые могли бы предшествовать коротким гамма-всплескам на интервале времени в несколько лет. Оценена вероятность таких парных событий. В каталогах сверхновых и гамма-всплесков найден один возможный кандидат. Результаты опубликованы [11].

Проведены теоретические исследования периодических орбит пробных частиц внутри черной дыры Керра и Рейсснера-Нордстрема. Найдены условия, при которых эти орбиты действительно существуют и устойчивы. Результаты опубликованы [12].

Совместно с теоретической группой Лаборатории Гран Сассо (Италия) проведены численные вычисления спектра космических лучей сверхвысоких энергий с учетом фрагментации тяжелых ядер в составе первичных частиц. Выполнено сравнение спектров с данными крупнейших детекторов космических лучей сверхвысоких энергий. Результаты направлены в печать [13].

Совместно с лаб. ЭМДН

1) продолжалось участие в обработке информации по поиску всех типов нейтринного излучения от коллапсирующих звезд на детекторах Коллапс и LVD [20]

2) рассматривались вопросы чувствительности подземных детекторов к различным типам нейтрино [16,17,18,19].

3) анализировались данные по измерению скорости нейтрино от CNGS пучка на основе измерений горизонтальных мюонов с конца 2007 по начало 2012 г., прошедших через установки LVD и OPERA, которые находятся на расстоянии 160 м друг от друга. Получена разница времён срабатывания часов tLVD-OPERA. Определено, что с середины 2008 по конец 2011 разница превышает время пролета мюона на t=74нс. Измеренная величина относительного отклонения скорости нейтрино от скорости света, полученная на установке LVD, составляет: -3.710-6 < (v-c)/c < 3.110-6. В данном анализе использовались данные работы пучка CNGS с 10 по 24 мая 2012 г. с новой структурой: 4 серии по 16 групп (bunches), разделенные промежутками в 300 нс [14,15].

Сформулированы основные принципы построения расширенной модели электрослабого взаимодействия с включением нейтринного заряда со своим новым калибровочным «нейтромагнитным» полем. Исходя из стандартной эволюционной модели Солнца получены ограничение на нейтринный заряд и верхний предел на магнитный момент нейтрино нового типа, который лишь на 2 – 3 порядка ниже электронного магнетона Бора. Введение в теорию нейтринного заряда открывает множество новых явлений в нейтринной и ядерной астрофизике и физике космических лучей, порождающих широкий фронт теоретических и экспериментальных работ, которые будут оправданы лишь после того, как будет экспериментально обнаружен нейтринный заряд и измерено его значение. В частности, появляется возможность нового механизма ускорения частиц космических лучей в коллапсирующих звёздах и пульсарах, включая и ускорение нейтронов. Возможны также новый сценарий формирования солнечной активности и явление модуляции скорости счёта солнечных нейтрино в нейтринных детекторах, обусловленное появлением у нейтрино магнитного момента нового типа. Показано, что конверсия в солнечных недрах электромагнитных квантов в кванты «нейтромагнитного» поля с последующим их обратным превращением на атомных ядрах регистрирующего прибора в объёмное рентгеновское излучение открывает новый способ спектроскопии солнечных недр – рентгеновский. Показано также, что наиболее близко к этой возможности и к обнаружению нейтринного заряда подошёл итальянский эксперимент DAMA/LIBRA по поиску тёмной материи [21].

Публикации

1. J. Kempa, B.Pattison, E.Gadysz-Dziadu, L.W. Jones, R.Mukhamedshin et al. / Emulsion chamber observations of Centauros, aligned events and the long-flying component // Central European Journal of Physics (2012) DOI: 10.2478/s11534-012-0081-4
2. J.Kempa, R.A. Mukhamedshin, M.Tamada / On pt(xLab) dependence in h-A interactions and lateral features of most energetic particles in EAS cores // Journal of Physics. Conference series (to be published).
3. A Managadze and R Mukhamedshin / What can we say on h-A interaction fragmentation range at superhigh energies by XREC data? // Journal of Physics. Conference series (to be published)
4. А.Манагадзе и Р.Мухамедшин / Характеристики фрагментационной области h-А взаимодействий при сверхвысоких энергиях по данным РЭК // Изв. РАН Сер.физ. (в печати)
5. Л. В. Волкова / Температурный эффект интегрального потока мюонов космических лучей при высоких энергиях // Изв. РАН, сер. физ. (в печати)
6. L V Volkova / Temperature effect of integral flux of cosmic ray muons at high energies // Journal of Physics. Conference series (to be published)
7. Л. В. Волкова / Угловые распределения интегральных потоков мюонов космических лучей с энергиями 102 108 ГэВ на уровне моря // Подготовлено для доклада в МИФИ (12-16 ноября 2012 г., секция ЯФ ОФН)
8. V. S. Berezinsky, V. I. Dokuchaev, Yu. N. Eroshenko / Formation of Superdense Dark Matter Lumps at the Radiation-Dominated Cosmological Stage // Grav. and Cosmol. 18, 57 (2012).
9. V.S. Berezinsky, V.I.Dokuchaev, Yu. N. Eroshenko, M. Kachelriess, M. Aa. Solberg / Сверхплотные сгустки темной материи из сверхтяжелых частиц // ТМФ 170, 102 (2012).
10. E. Babichev, V. Dokuchaev, Yu. Eroshenko / Backreaction of accreting matter onto a black hole in the Eddington-Finkelstein coordinates //>29, 115002 (2012); arXiv:1202.2836 [gr-qc].
11. V.I. Dokuchaev and Yu.N. Eroshenko / A Search for Supernovae Preceding Short Gamma-Ray Bursts // Grav. and Cosmol. 18, 97 (2012).
12. V.I. Dokuchaev / Life Inside Black Holes // Grav. and Cosmol. 18, 65 (2012); arXiv:1203.0878 [astro-ph.CO] (2012).
13. R. Aloisio, V. Berezinsky, S. Grigorieva / Analytic calculations of the spectra of ultra high energy cosmic ray nuclei. II. The general case of background radiation // статья принята в печать в Astroparticle Physics.
14. N.Yu. Agafonova et al (LVD Collaboration) / Measurement of the Velocity of Neutrinos from the CNGS Beam with the Large Volume Detector // arXiv:1208.1392, Phys.Rev.Lett. 109, 070801 (2012)
15. N.Yu. Agafonova et al (LVD and OPERA Collaborations) / Determination of a time-shift in the OPERA set-up using the horizontal muons in the LVD and OPERA detectors // arXiv-1206.2488; Eur.Phys.J.Plus 127 (2012) 71
16. N.Yu. Agafonova et al (LVD and OPERA Collaborations) / Monte Carlo Simulation study of Neutron Interaction with NaCl in LVD // Journal of Physics. Conference series (to be published)
17. Н.Ю.Агафонова и др. (Коллаборация LVD) / Изучение взаимодействия нейтронов с поваренной солью в детекторе LVD // Изв. РАН Сер.Физ. (в печати)
18. N.Yu. Agafonova et al (LVD Collaboration) / Neutrons produced by muons in LVD, Monte Carlo Simulation // Journal of Physics. Conference series (to be published)
19. Н.Ю.Агафонова и др. (Коллаборация LVD) / Нейтроны, генерированные мюонами на установке LVD // Изв. РАН Сер.Физ. (в печати)
20. N.Yu. Agafonova et al. / Underground experiments // Journal of Physics. Conference series (to be published)
21. Ю.С.Копысов /Расширенная модель электрослабого взаимодействия с включением нейтринного заряда // XLVIII Всероссийская конференция по проблемам физики частиц, физики плазмы и конденсированных сред, оптоэлектроники, посвящённая 100-летию профессора Я. П. Терлецкого. Министерство образования и науки РФ, РУДН, Москва, (1518).05.2012.

Установка ПротоПРИЗМА

1. Продолжался непрерывный набор информации на установке ПротоПРИЗМА, состоящей из 32 эн-детекторов, созданной совместно с сотрудниками НОЦ НЕВОД в МИФИ. К настоящему моменту накоплена информация за ~ 9 месяцев работы установки.
2. Проводится регулярная оперативная обработка поступающей с установки информации и ее непрерывный контроль.
3. Проводится математическое моделирование эксперимента. Рассчитаны потоки адронов и нейтронов в ШАЛ на уровне моря и на высоте Тибета (4300 м над ур. моря).
4. Изготовлены 4 детектора и необходимой электроники для мобильной установки из эн-детекторов (ProtoPRISMA YBJ) для дальнейшего развертывания её в Тибете и проведения натурных испытаний на большой высоте (Yangbajing) совместно с китайскими коллегами.
5. Продолжался набор и оперативная обработка информации на установках по изучению вариаций фоновых потоков тепловых нейтронов в Москве (МИФИ и МГУ), БНО, Гран Сассо, Обнинск (ГС РАН). Измерены потоки нейтронов над поверхностью земли во время гроз в Москве (получен отрицательный результат). Готовится публикация.
6. Сделаны 4 доклада на 23 Европейском симпозиуме по космическим лучам.

По материалам докладов подготовлены и приняты в печать 6 статей для журналов Извести РАН, серия физическая и Journal of Physics, Conference series.

7. Подготовлен и сделан приглашенный доклад на Международном байкальском симпозиуме “Astroparticle Physics” (APP-2012).

Разработка и создание литиевого детектора солнечных нейтрино для исследования генерации энергии в CNO цикле на Солнце

Изготовлен пилотный образец многонитяного пропорционального счетчика для регистрации событий с малым энерговыделением. Проведены работы по оптимизации характеристик электронного тракта. Получены спектры от радиоактивного источника 55Fe с использованием АЦП NI-5152.

С учетом полученных результатов ведется изготовление газового детектора для регистрации событий с малым энерговыделением при высоком давлении.

Проведены расчеты в рамках солнечной модели с перемешиванием, показывающие возможность существования процесса перемешивания, не противоречащего данным по измерению профиля скорости звука и приводящего к увеличенному потоку CNO-нейтрино.

Изготовление стенда для исследования коррозии конструкционных материалов в жидкометаллических теплоносителях

1. Проведены металлографические исследования образцов материалов (ванадиевый сплав V-4Ti-4Cr, сталь EUROFER 97), отобранные для испытаний, с целью получения исходных характеристик.
2. Проведены коррозионные испытания ванадиевого сплава V-4Ti-4Cr в неподвижном литии при температуре 900 С в условиях двухфазного термосифона. Длительность испытаний 500 часов. Образцы переданы для проведения металлографических исследований в ОАО «ВНИИНМ им. А.А. Бочвара». По результатам исследований запланирован совместный доклад на конференции «МАЯТ-2012», 15-16 ноября 2012 года, в ОАО «ВНИИНМ», г. Москва.
3. На установке «СПЛАВ» приготовлены образцы сплавов Pb-15,7Li для испытаний стали EUROFER 97 с одинаковым стехиометрическим составом.
4. Запущен в эксплуатацию рабочий участок для статических испытаний образцов. На 03.10.2012 он отработает 1000ч с образцами стали EUROFER 97 при температуре 550 С в эвтектическом сплаве Pb-15,7Li.
5. Рабочий участок ВД-3. На дату 02.08.2012 года участок отработал 568 часов в режиме n=17об/с, Т=550±10 °С. После остановки на ППР и промежуточного исследования образцов, был подготовлен к совместному запуску с ВД-2 (пуск намечен на ноябрь месяц этого года). Образцы были исследованы в ОАО «ВНИИНМ им. А.А. Бочвара». По результатам исследований запланирован совместный доклад на конференции «МАЯТ-2012», 15-16 ноября 2012 года, в ОАО «ВНИИНМ», г. Москва.

Публикации.

Anatoly Kopylov, Valery Petukhov The mixing in the solar core and the neutrino fluxes // arXiv:1209.3719v1 [astro-ph.SR] 17 Sep 2012

Разработка новых сцинтилляционных детекторов для регистрации нейтрино (солнечные нейтрино, гео-нейтрино).

С целью исследования в качестве возможного источника повышенной концентрации радиоуглерода (С-14) в жидких органических сцинтилляторах атмосферного углекислого газа, были проведены измерения растворимости СО2 в ряде органических растворителей ( ЛАБ, РХЕ и додекан). Для проведения измерений была собрана специальная установка, где в качестве источника двуокиси углерода использовалось термическое разложение (160 С) гидрокарбоната натрия. Величина растворимости вычислялась по результатам весового анализа. Полученные результаты для линейного углеводорода (додекан) и ароматики (РХЕ, ЛАБ) дают близкие значения величины растворимости и составляют в среднем 1.2:1(объём газа к объёму жидкости при нормальных условиях).

Участие в международном проекте GERDA

Из обогащенного Ge (по изотопу 76Ge), наработанного и очищенного в России изготовлены первые образца германиевых кристаллов нового типа. Детекторы на основе таких кристаллов имеют точечный анод и позволяют с высокой эффективностью (~80%) дискриминировать протяженные события (фон от взаимодействия гамма квантов) от точечных событий (события от искомого 02 распада). Собран стринг из 5-и детекторов (с общей массой 3,5 кг), опущен в жидкий азот и проведена первая экспозиция. Полученные результаты находятся в стадии обработки.

Продолжен набор статистики с кристаллами старого образца. Новая экспозиция за 3-й квартал составляет ~ 120 кг.суток. Результаты в стадии анализа.

Исследование анизотропии и вариаций космических лучей

Продолжался набор и анализ экспериментальных данных по изучению вариаций космических лучей во время гроз. Обнаружено еще несколько событий, в которых сильные возмущения интенсивности мягкой и жесткой компонент во время грозы сопровождаются пульсациями геомагнитного поля (измерения с помощью прецизионной магнито-вариационной станции Геофизической обсерватории №1 Института физики Земли РАН им. О.Ю Шмидта в штольне БНО).

Разработан метод определения высоты источника таких событий, основанный на сравнении с экспериментом эволюции стандартного спектра каскада убегающих электронов, и показано, что все события с геомагнитными пульсациями возникают вследствие процесса генерации таких каскадов очень высоко в стратосфере.

С помощью модифицированной программы GEANT-4 проводилось математическое моделирование распространения каскадов убегающих электронов в сильном электрическом поле. Получены вероятностные сепаратрисы для режима убегания заряженных частиц и выход позитронов ускоряющихся в противоположном направлении для разных энергий и разных напряженностей поля.

Проанализированы экспериментальные данные по измерению суточной волны электрического поля «хорошей погоды» в одном сезоне наблюдения. Показано, что в условиях Баксана (узкое горное ущелье) эта суточная волна имеет аномальный характер: широкая отрицательная вариация поля достигает минимума около 15-16 часов местного времени, при этом на значительный период фоновое электрическое поле меняет знак. Такой характер суточной волны резко отличен от т.н. глобальной унитарной вариации, где поле всегда одного знака и имеет максимум примерно в 19 часов мирового времени.

Публикации

1. A.S. Lidvansky / On the Burst Activity of the Crab Nebula and Pulsar at High and Ultra-High Energies // 23rd European Cosmic Ray Symposium, Moscow, July 3-7, 2012, ga_470.

2. N. S. Khaerdinov and A. S. Lidvansky / Heights of Generation of Runaway Electrons in Bright Cosmic Ray Events Observed on the Ground during Thunderstorms // 23rd European Cosmic Ray Symposium, Moscow, July 3-7, 2012, geo_447.

3. N. S. Khaerdinov and A. S. Lidvansky / Interpretation of Variations of Cosmic Ray Muon Flux during Thunderstorms // 23rd European Cosmic Ray Symposium, Moscow, July 3-7, 2012, geo_469.

4. Ya. S. Elensky, A. V. Lapa and A. S. Lidvansky / Simulation of Positron Flux in Cascades of Runaway Electrons Generated by Cosmic Rays in Thunderstorm Atmosphere // 23rd European Cosmic Ray Symposium, Moscow, July 3-7, 2012, geo_459.

5. A.S. Lidvansky / Cosmic Rays and Geophysics (GEO) // Rapporteur’s Talk at the 23 ECRS and 32nd RCRC, 23rd European Cosmic Ray Symposium, Moscow, July 3-7, 2012.

6. A.S. Lidvansky and N.S. Khaerdinov / Cosmic Rays in Thunderstorm Atmosphere // International Workshop “Thunderstorm Elementary Particles Acceleration” (TEPA-2012), Moscow, July 9-11, 2012. Приглашенный доклад.

7. N.S. Khaerdinov and A.S. Lidvansky / Quantitative Analysis of the Effects Detected
by EAS Array during Thunderstorms // International Workshop “Thunderstorm Elementary Particles Acceleration” (TEPA-2012), Moscow, July 9-11, 2012.

8. Ya.S. Elensky, A.V. Lapa, and A.S. Lidvansky / Investigation of origination and survival of avalanches of runaway electrons in strong electric fields of thunderstorm atmosphere // International Workshop “Thunderstorm Elementary Particles Acceleration” (TEPA-2012), Moscow, July 9-11, 2012.

9. Лидванский А.С., Хаердинов Н.С. / Аномальная суточная волна «поля хорошей погоды» в горном ущелье // VII Всероссийская конференция по атмосферному электричеству, С.-Петербург, 24-28 сентября 2012 г., Сборник трудов, стр. 155-157.

10. Лидванский А.С., Хаердинов Н.С. / Вариации космических лучей во время гроз и сопутствующие эффекты // VII Всероссийская конференция по атмосферному электричеству, С.-Петербург, 24-28 сентября 2012 г.

11. Лидванский А.С., Хаердинов Н.С. // Количественная интерпретация эксперименталь-ного исследования вариаций интенсивности космических лучей во время гроз // VII Всероссийская конференция по атмосферному электричеству, С.-Петербург, 24-28 сентября 2012 г., Сборник трудов, стр. 248-250.

12. Еленский Я.С., Лапа А.В., Лидванский А.С. / Моделирование лавин электронов и позитронов, вызванных космическими лучами под действием электрического поля грозовых облаков // VII Всероссийская конференция по атмосферному электричеству, 24-28 сентября 2012 г., Санкт-Петербург, Сборник трудов, стр. 73-75.

### Искусственный источник нейтрино, разработка концепции.

### Эксперимент ТУНКА.

Исследование характеристик потоков частиц космического излучения высоких и сверхвысоких энергий на комплексе установок БНО.

1. В третьем квартале проводились работы по обеспечению режима непрерывного набора информации на установке БПСТ по всем физическим задачам. Для этого проводится ежедневная диагностика информации, поступающей с установки. Еженедельно проводится текущий ремонт и настройка детекторов установки. За отчетный период были проверены и откорректированы коэффициенты усиления и пороги формирователя импульсного сигнала у 72 детекторов; заменены 7 формирователей импульсного сигнала, 40 потенциометров на делителях ФЭУ и отремонтировано 2 семиштырьковых разъёма. Было сменено 3(три) ФЭУ из-за падения уровня выходных сигналов, очищены от «загрязнений», приводящих к увеличению фона, ещё 3(три) ФЭУ. Произведена замена одного бака (контейнера) из-за нарушения целостности корпуса в результате коррозии.

Распаян, настроен и введён в эксплуатацию блок выработки мастерных сигналов М1 & М2: по результатам обработки данных проводилась неоднократная подстройка порогов, задержек импульсов и их длительностей. Блок представляет собой кассету в конструктиве «Вишня» и имеет:

• 8 псевдоаналоговых входов (по числу основных плоскостей БПСТ);
• 2 выхода мастерного сигнала М1 (режим > или = 1 из 8) в стандарте NIM;
• 1 выход мастерного сигнала М2 (режим = 1 из 8) в стандарте NIM и 1 выход мастерного сигнала М2 в стандарте TTL.

Разработан и изготовлен восьмиканальный широкополосный усилитель с полосой пропускания 100 МГц для цифрового осциллографа установки ПСТ. Прибор введен в эксплуатацию.

Выполнялись регламентные работы по программе регистрации атмосферных нейтрино: выделение из потока информации кандидатов на нейтринные события и анализ состояния регистрирующих систем. Проводятся работы по контролю индивидуальных характеристик детекторов, влияющих на эффективность регистрации событий вызванных атмосферными нейтрино.

Продолжается набор информации по программе регистрации нейтринных всплесков (в том числе от Сверхновых с коллапсом ядра). Чистое время регистрации по данной задаче с 01.01.2012. по 25.09.2012. составило 242.7 суток -- 90.6% от календарного. "Кандидаты" на кластер сигналов от Сверхновой (> 8 событий "1 из 3200" за 20 секунд) не обнаружены.

2. Проводились работы по подготовке проекта модернизации БПСТ. Началось освоение отладочного модуля Cyclone 3 FPGA Starter Kit. Отладочный модуль включает в себя ПЛИС ЕP3С25А324С6 на 324 вывода, FLASH ПЗУ на 16 МБайт, ОЗУ SRAM на 1 Мбайт, ОЗУ DRAM на 256 Мбит, встроенную схему USB-Blaster™ и др.. При этом был установлен программный продукт Quartus-2 Web Edition версии 10.1, различные драйверы и переведены различные инструкции и руководства, в том числе:

• Cyclone III FPGA Starter Kit.doc
• L01-43275-01_cycloneIII_3c25_start_quick_start_guide.doc
• Cyclone III FPGA Starter Kit. User Guide.doc.

К настоящему времени освоено создание проекта, ввод электрических схем многих элементов и текстовых схем типа Verilog, компиляция проекта, конфигурирование ПЛИС с помощью USB-бластера. В частности, вводилась в проект схема фазовой подстройки (PLL), 32-битный счетчик, двухпортовый мультиплексор и др.

Разработан фрагмент схемы подачи питания на 16 фотоприемников СПТА-143-30 через цифровые потенциометры AD5204, управляемые посредством микроконтроллера AT91SAM9260 через последовательный интерфейс SPI.

3. На установке “Ковер-2” обеспечивается режим непрерывного набора информации по всем физическим задачам. Для этого проводится непрерывный контроль за 20 параметрами установки и, по мере необходимости, текущий ремонт и настройка детекторов установки. Чистое время набора за период с 1 июля по 20 сентября 2012 года составляет для “Ковра” - 97%, Мюонного Детектора - 92% и Нейтронного Монитора - 98% от календарного. По программе изучения влияния электрических полей на поток мюонов время набора информации около 90% от полного, По программе изучения ливней малой мощности (отбор событий – по совпадениям угловых модулей Ковра) время набора составляет около 90% от полного времени.

Произведена настройка интегральных дискриминаторов центральной части установки “Ковер” и ремонт вышедших из строя дискриминаторов (50 штук). Причиной отказа работы дискриминаторов явилось выход из строя следующих элементов: а) туннельных диодовЗЖ301 – 15штук; б) транзисторов KT308 – 25штук; в) транзисторов МП426Б – 12штук; г) обрыв дросселя в цепи дискриминатора – 8штук.

Произведена настройка детекторов “Ковра” по усилению, используя радиоактивный источник Cs137, активность которого составляет – 1.2млК, с периодом полураспада T=30лет. Точность настройки составляет ~5%. Было выявлено два неисправных детектора, причина которых являлось выхода со строя ФЭУ-49Б (выгорание фотокатода) в одном случае и изменения параметра резистора с номиналом 4.3М в цепи делителя детектора во втором случае.

Разработана электрическая принципиальная схема триггерного блока для установки Ковер-2. Произведена трассировка печатной платы триггерного блока. Заказ на изготовление принят на производстве ООО «Микролит».

Продолжаются работы по созданию установки “Ковер-3”. Разработан и изготовлен дискриминатор SKF-1 для условной временной привязки к анодным сигналам мюонного детектора. Изготовлено два действующих образца для предприятия – подрядчика с целью серийного изготовления данного изделия. Разработана печатная плата (трассировка) дискриминатора временной привязки к сигналам мюонного детектора SKF-1. Изготовлено две контрольные печатные платы изделия, как образец для серийного изготовления в заводских условиях. Проведена подготовка электронной технической документации в Gerber файлах на печатные платы изделий LCN-1 и SKF-1 по изменившимся требованиям предприятия производителя печатных плат ОАО «ТАБЕРУ». Проведено оформление подробной технической документации на изделия LCN-1 и SKF-1 для серийного изготовления изделий в условиях предприятия – подрядчика ОАО «Телемеханика».

4. На установке “Андырчи” продолжаются работу по модернизации системы сбора информации. Проводится отладка набора информации по ливневой и вариационной задачам. Проведены профилактические и контрольные работы с приемным блоком регистрации установки “Андырчи” с целью выявления дефектов, приводящих к сбоям в его работе. Проводятся работы по устранению неисправностей блоков электроники детекторов. Обнаружен и устранён пробой в системе терморегуляции, вследствие которой неправильно измерялись сигналы с RC-преобразователей всех детекторов установки. Произведена замена блоков терморегуляции в двух детекторах, ремонт двух высоковольтных преобразователей, одного RC-преобразователя, одного подавителя послеимпульсов ФЭУ и одного усилителя анодных сигналов.

5. Продолжается работа по исследованию взаимосвязей динамических процессов в атмосфере Земли и вариаций интенсивности высокоэнергичной мюонной компоненты космических лучей. Предложен метод восстановления среднего температурного профиля атмосферы по измеренным на БПСТ вариациям потока мюонов высокой энергии. Для реконструкции профиля используются температурные коэффициенты мюонов высокой энергии, ранее полученные по экспериментальным данным БПСТ (за 8 лет набора информации) и измерениям температуры атмосферы в г. Минеральные Воды. Сравнение реконструированной по данным БПСТ средней за год температуры с результатами измерений показывают, что точность предложенного метода не хуже 4 °C для рассматриваемого диапазона высот.

6. Продолжаются работы по созданию проекта установки Гамма-Терскол. Для выработки критериев разделения ливней от первичных гамма-квантов и протонов проводится анализ смоделированных ливней. Рассматривается вариант установки, состоящей из детекторных модулей, каждый из которых представляет собой два пластических сцинтилляционных детектора, разделённых слоем стального поглотителя.

7. Изучалось одиночное рождение векторных лептокварков в лептон-протонных и протон-протонных столкновениях в результате прямого взаимодействия лептонов с глюонами. Найдено общее выражение для сечения данного процесса в аналитическом виде. Приведены зависимости сечения как от массы лептокварков, так и от параметров, характеризующих аномальное взаимодействие (таких параметров два). Показано, что результаты теоретических исследований данной проблемы, выполненные ранее рядом авторов, являются частными случаями выражений, полученных в данной работе. Важным результатом работы является демонстрация того, сечение существенно зависит лишь от одного параметра и остается практически неизменной при вариации второго. Сделаны предсказания величины светимости пучков сталкивающихся протонов на LHC для наблюдения рождения лептокварков с массой порядка 1 ТэВ. Данное исследование может быть полезно для поиска новой физики в космических лучах при энергиях, значительно превышающих достижимые сегодня на коллайдерах.

8. Изучалась проблема охлаждения материи, содержащей псевдоскалярный конденсат, которая может возникать в недрах компактных звезд. Указано на существование каналов рождения лептонных пар (нейтрино-антинейтрино, нейтрино-электрон) при взаимодействии фотонов с псевдоскалярными частицами. Оценена излучательная способность компактной звезды в зависимости от температуры. Показано, что найденные светимости прямо пропорциональны полным ширинам распадов псевдоскалярных состояний, что может приводить к существенному росту потерь энергии в зависимости от плотности вещества внутри звезды. Данные исследования могут быть также полезны для анализа охлаждения сверхновых звезд.

Публикации Опубликовано.

1. I. Alikhanov. Single vector leptoquark production at hadron colliders due to direct lepton-gluon interaction. arXiv:1203.3631v1 [hep-ph], 2012.

2. I. Alikhanov. Production of heavy vector particles in interactions of leptons with the massless gauge bosons. Phys. Lett. B 710 (2012) 149.

3. I. Alikhanov. Exclusive production of pseudoscalar mesons in neutrino-photon interactions. Phys. Lett. B 706 (2012) 423.

4. I. Alikhanov. Particle decays in the presence of a neutrino background. arXiv:1204.4396, 2012.

5. I. Alikhanov. Neutrino photoproduction on pseudo Nambu-Goldstone bosons. arXiv:1207.1263.

6. A.G. Bogdanov, R.P. Kokoulin, Yu.F. Novoseltsev, R.V. Novoseltseva, V.B. Petkov, A.A. Petrukhin. Energy spectrum of cosmic ray muons in ~ 100 TeV energy region reconstructed from the BUST data. Astroparticle Physics v.36, p.224-236, 2012.

7. Yu.F. Novoseltsev, R.V. Novoseltseva and G.M. Vereshkov. On the mass composition of primary cosmic rays in the energy region $10^{15} - 10^{16}$ eV. Journal of Physics: Conference Series, v.375 (2012) 052015.

8. Yu.F. Novoseltsev, R.V. Novoseltseva and G.M. Vereshkov. On the mass composition of primary cosmic rays in the energy region $10^{15} - 10^{16}$ eV. J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 39 (2012) 105202.

9. M.G. Kostyuk, V.B. Petkov, R.V. Novoseltseva, M.M. Boliev, M.M. Berkova, Yu.F. Novoseltsev, L.V. Volkova, V.G. Yanke. Variations of the high energy muon flux and space-time structure of the temperature profile in the atmosphere. Proc. of 23rd European Cosmic Ray Symposium (Moscow, Russia), geo_480, 2012.

10. D.D. Dzhappuev, V.I. Volchenko, A.U. Kudzhaev, O.I. Mikhailova, V.B. Petkov, Yu.V. Stenkin and A.L. Tsyabuk. Measurements of the thermal neutrons flux near the EAS core. Proc. of 23rd European Cosmic Ray Symposium (Moscow, Russia), pcr1_437, 2012.

11. P. Kuusiniemi, L. Bezrukov, T. Enqvist, H. Fynbo, L. Inzhechik, J. Joutsenvaara, T. Kalliokoski, K. Loo, B. Lubsandorzhiev, T. Monto, V. Petkov, T. Rih, J. Sarkamo, M. Slupecki, W.H. Trzaska and A. Virkajrvi. Underground cosmic-ray experiment EMMA. Proc. of 23rd European Cosmic Ray Symposium (Moscow, Russia), pcr2_276, 2012.

12. J. Sarkamo, L. Bezrukov, T. Enqvist, H. Fynbo, L. Inzhechik, J. Joutsenvaara, T. Kalliokoski, P. Kuusiniemi, K. Loo, B. Lubsandorzhiev, T. Monto, V. Petkov, T. Rih, M. Slupecki, W.H. Trzaska, A. Virkajrvi. EAS selection in the EMMA underground array. Proc. of 23rd European Cosmic Ray Symposium (Moscow, Russia), pcr2_478, 2012.

13. N.S. Khaerdinov and A.S. Lidvansky. Heights of Generation of Runaway Electrons in Bright Cosmic Ray Events Observed on the Ground during Thunderstorms. Proc. of 23rd European Cosmic Ray Symposium (Moscow, Russia), geo_447, 2012.

В печати.

1. В.И. Волченко, Г.В. Волченко. Метод автоматической настройки и стабилизации энергетического порога сцинтилляционных детекторов. ПТЭ (принята в печать), 2012.