Nukleáris Kutatóintézet RAS

Az Orosz Tudományos Akadémia Nukleáris Kutatási Intézete
( INR RAS )
nemzetközi név Az Orosz Tudományos Akadémia Nukleáris Kutatási Intézete (INR).
Alapított 1970
Rendező A fizikai és matematikai tudományok doktora, M. V. Libanov , az Orosz Tudományos Akadémia professzora
Alkalmazottak 1090
Elhelyezkedés  Oroszország ,Troitsk (Moszkva)
Legális cím 117312, Moszkva, V-312, kilátás az október 60. évfordulójára, 7a
Weboldal inr.ru

Az Orosz Tudományos Akadémia Nukleáris Kutatási Intézete Oroszország egyik  kutatóintézete .

Az INR RAS története

határozata alapján az Orosz Tudományos Akadémia Nukleáris Kutatóintézetét (INR RAS, korábban INR AS USSR) a Szovjetunió Tudományos Akadémia Elnökségének 1970. december 24-i 1051. számú rendelete hozta létre. Kormányrendelet, amelyet a Nukleáris Fizikai Osztály kezdeményezésére fogadtak el egy modern kísérleti bázis létrehozása, valamint a részecskefizikai , az atommag- , a kozmikus sugárzás-fizika és a neutrínó - asztrofizikai kutatások fejlesztése érdekében .

M. A. Markov akadémikus kiemelkedő szovjet fizikusokkal, I. M. Frank Nobel-díjas akadémikussal , N. N. Bogolyubov akadémikussal és másokkal együtt meghatározó szerepet játszott az Orosz Tudományos Akadémia Nukleáris Kutatóintézetének létrehozásában. Hatásának köszönhetően két kutatási terület alakult ki az intézetben: a mikrovilág fizikája - kis távolságok és nagy energiák fizikája, valamint az asztrofizika - a nagy távolságok fizikája, az Univerzum életének tudománya.

Az intézet a Szovjetunió Tudományos Akadémia Fizikai Intézetének három nukleáris laboratóriuma alapján jött létre, amelyek eredeténél V. I. Veksler akadémikus állt :

Az intézet létrehozásakor a feladatok egy mezongyár felépítését tűzték ki a Tudományos Akadémia Tudományos Központjában a moszkvai régióban, Troickban , amely protonokból és negatív hidrogénionokból álló nagyáramú lineáris gyorsítón alapul, 600 MeV energiával. . Valamint egy földalatti, alacsony háttérrel rendelkező laboratóriumok komplexumának létrehozása neutrínó teleszkópokkal a Baksan-szorosban, az Elbrus régióban .

Az Intézet 1980 óta fejleszti müonok és neutrínók mélytengeri detektálását a Bajkál-mélytengeri neutrínó teleszkópnál .

1980 óta a Donyeck régióban található Tudományos Artyomovskaya neutrínóállomás az INR-nél kezdett dolgozni.

A tudományos kutatás fő irányai az INR RAS-nál

Az INR RAS szerkezete és száma

Jelenleg az INR RAS az egyik vezető magfizikai kutatóközpont. Alosztályai Moszkvában, Troitsk városi kerületében (Moszkva), BNO RAS (Elbrus régió, KBR), a Bajkál-tónál találhatók, neutrínó-létesítmények Artyomovszkban (Ukrajna) és Gran Sassóban (Olaszország).

Az INR RAS-ban 12 tudományos osztály és laboratórium működik, köztük a Baksan Neutrino Obszervatórium, a Bajkál Neutrinó Obszervatórium, a Tudományos és Oktatási Központ, amely 3 szakosodott tanszéket és 2 egyetemmel közös laboratóriumot foglal magában, posztgraduális tanulmányok a tanulmányi területen 01.06.03. "Fizika és csillagászat".

Az Intézet 1025 főt foglalkoztat, köztük 55 doktorátust, 137 tudomány kandidátust. Köztük az Orosz Tudományos Akadémia 3 akadémikusa ( V. A. Matvejev , V. A. Rubakov , I. I. Tkacsev ) és az Orosz Tudományos Akadémia 6 levelező tagja ( V. N. Gavrin , D. S. Gorbunov , G. V. Domogatszkij , L. V. Kravcsuk , Szjajszkij , V. G., V. G. ). az Orosz Tudományos Akadémia professzorai, a tudomány és technológia 2 kitüntetett dolgozója, 11 professzor, 2 a Moszkvai Egyetem kitüntetett professzora; a Lenin-díjas és az Állami Díj 3 díjazottja, az Orosz Föderáció kormányának 3 díjazottja; a moszkvai kormány fiatal tudósok díjának kitüntetettje; az Orosz Föderáció elnökének fiatal tudósok díjának kitüntetettje; az Orosz Tudományos Akadémia kiemelkedő tudósairól elnevezett aranyérem díjasa és 6 díjazottja; az Orosz Tudományos Akadémia 13 aranyérmese, fiatal tudósok díja; a Demidov-díj kitüntetettje; Különféle nemzetközi díjak 19 díjazottja stb.

Az Intézet nagy figyelmet fordít a magasan képzett tudományos személyzet képzésére, a Moszkvai Fizikai és Technológiai Intézet "Alapvető kölcsönhatások és kozmológia" és a Moszkvai Állami Egyetem "Részecskefizika és kozmológia" alapszakain, más tanszékeken tanító hallgatókat. a Moszkvai Állami Egyetemen, a MEPhI-n, a KBSU-n, a Déli Szövetségi Egyetemen és a posztgraduális iskolában.

Az Intézetben működik Tudományos és Oktatási Központ, amely koordinálja a hallgatók és végzős hallgatók képzését és tudományos munkáját, működik a Disszertációvédési Tanács D 002.119.01 [1].

Az intézet együttműködik Oroszország és a világ vezető tudományos központjaival: FIAN, IHEP, PNPI, ITEP, MIPT, MEPhI, NINP MGU, ISU, IHPP, IK RAS, NRC KI, JINR, CERN; INFN (Olaszország); DESY, GSI, BJO-OD, KIT (Németország); ORNL, LANL, BNL, FERMILAB (USA); TRIUMF (Kanada); J-PARC, KEK (Japán) és még sokan mások.

Tudósok

Intézet igazgatói:

Kiváló tudósok dolgoztak az intézetben:

Az Intézet által készített egyedi világszínvonalú tudományos installációk [2]

A Troitsk Proton Lineáris Accelerator Complex

– kollektív felhasználású központ, amelyet nagyáramú protonsugarain, negatív hidrogénionokon és másodlagos részecskéken végzett kísérletekre terveztek az elemi részecskefizika, az atommag, a töltött részecskegyorsítók és a neutronforrások fizikája, a kondenzált anyagok területén. fizika, sugáranyagtudomány, radiokémia, radioaktív izotópok előállítása az orvostudomány és az ipar számára, orvosi diagnosztika, sugár- és sugárterápia, a radioaktív hulladékok feldolgozásának és az energiatermelés elektronnukleáris módszerének kutatása, neutrínókísérletek végzése stb.

A komplexum a következőket tartalmazza:

Telepítés Troitsk nu-mass

A trícium β-bomlása során keletkező elektron antineutrínó tömegének közvetlen mérésére szolgál. A neutrínók abszolút tömegarányának és tömegállapotainak ismerete alapvető fontosságú mind a részecskefizika, mind a kozmológia szempontjából, ahol minden neutrínótípus tömegének összege határozza meg az Univerzum fejlődésének dinamikáját.

A szupravezető mágnesek alkalmazása lehetővé tette egy új módszer kidolgozását a trícium β-bomlási spektrumának vizsgálatára. Az Intézetben egyedülálló létesítmény jött létre, amely egy adiabatikus mágneses kollimációval rendelkező elektrosztatikus spektrométerből és egy ablak nélküli gázforrásból áll, amely egyszerre rekord nagy felbontású és fényerővel rendelkezik.

A világ legjobb eredményét sikerült elérni: az elektron antineutrínó nyugalmi tömege 95%-os megbízhatósági szinten nem haladja meg a 2,05 eV/s 2 értéket.

A létesítményt modernizálták a trícium-bomlásból származó béta-spektrum precíziós mérésére, hogy további szisztematikus hatások hiányában steril neutrínókat keressenek 5-6 keV-ig, esetleg 7 keV-ig terjedő tömegtartományban.

Baksan Neutrino Observatory, INR RAS

Az Elbrus régióban található KBR 1700 méteres tengerszint feletti magasságban. A csillagvizsgáló földalatti objektumai különböző távolságokra helyezkednek el az adit torkolatától, amely 4 km-re megy az Andyrchi-hegy vastagságába (a hegy magassága 3937 m).

Az obszervatórium részeként:

Az obszervatórium az alapvető és alkalmazott fizika területén végzett munkák széles körének kollektív felhasználási központja.

A földalatti teleszkópok a Föld-közeli és a galaktikus térben zajló folyamatok megfigyelésére szolgáló globális hálózat részét képezik.

A tudományos kutatás irányai:

Új BEST kísérletet [4] ( Baksan Experiment on Sterile Transitions ) indítanak a Baksan Neutrino Obszervatóriumban a gallium-germánium neutrínó teleszkóp [3] alapján a steril neutrínó felkutatására . A kiterjedt légzáporokat regisztráló „Kovyor” installáció alapján létrehozták a „Kovyor-3” gamma-obszervatóriumot, amely a világon a legjobb érzékenységet [5] éri el a 100 TeV feletti energiájú asztrofizikai gammasugárzással szemben. . Az INR RAS tervei között szerepel a Troitsk axion TASTE [7] napteleszkóp [6] megalkotása . Az intézet javaslatot tett egy „Multipurpose Neutrino Observatory” megatudományos installáció projektjére, amely magában foglalja a Bajkál-GVD neutrínó teleszkóp üzemi térfogatának 1 km³-re történő növelését és egy egyedülálló folyadékszcintillátor ultraalacsony háttérrel rendelkező neutrínó létrehozását. detektor a Baksan Neutrino Obszervatórium földalatti alagútjában  – a New Baksan Neutrino Telescope (NBNT) [8] .

Bajkál Neutrinó Obszervatórium, INR RAS

A Bajkál mélytengeri neutrínó távcsövet a parttól 3,5 km-re, 1100-1300 méteres mélységben, a Bajkál-tó déli medencéjében helyezték el. Fénydetektorok (PMT) térbeli tömbjéből áll, amelyek regisztrálják a cserenkovi izzás felvillanását, amelyet a relativisztikus neutrínók és müonok a vízi környezetben való áthaladás okoz. A teleszkóp a müonok és a nagyenergiájú neutrínók természetes áramlásának tanulmányozására és új részecskék felkutatására szolgál: mágneses monopólusok, WIMP-k, a „sötét anyag” szerepére jelölt részecskék stb.

Hatásos területét és a vízi környezet megfigyelt térfogatát tekintve a teleszkóp a világ legnagyobb neutrínódetektorai közé tartozik. A távcső effektív térfogatát 1 km³-re tervezik növelni. 2019-ben az Orosz Tudományos Akadémia Nukleáris Kutatási Intézetének tudósai orosz és külföldi kollégákkal közösen üzembe helyezték a Bajkál-GVD köbkilométeres méretű mélytengeri neutrínó teleszkóp ötödik klaszterét egy tó melletti expedíció során. Bajkál. A teleszkóp komplexum egy többfunkciós laboratórium, amely lehetővé teszi a hidrológia, limnológia, geofizika területén végzett kutatásokat a legmodernebb mérőműszerekkel. A vízi környezet állapotának ellenőrzése a leghatékonyabb eszköz a Bajkál-tó déli medencéjének ökoszisztémájának megfigyelésére, amely a leginkább érzékeny az antropogén hatásokra.

A távcső alapján működik a kollektív használatra szolgáló "Bajkál Neutrinó Obszervatórium" központ. A távcső a GNN neutrínóteleszkópok globális hálózatának része.

Artyomovsk szcintillációs detektor

Ukrajna Donyeck régiójában, Soledar városában található.

Key Achievements

Újakat hoznak létre, fejlesztik és modernizálják a meglévő egyedi tudományos létesítményeket, beleértve a kollektív felhasználású központokat is, amelyek lehetővé teszik az alapvető és alkalmazott tudományos kutatások elvégzését világszinten a modern fizika számos területén.

Megőrződik és kiegészül a magas színvonalú tudósokból álló csapat, akiknek munkássága széles körben elismert a világon, tudományos iskolák nőttek ki, amelyek számos szakembert nevelnek; létrejött a magasan kvalifikált tudományos személyzet képzési rendszere.

Az Intézet tudósainak elméleti tanulmányainak eredményei a nagyenergiájú fizika, az elemi részecskék és a kozmológia területén széles körben ismertek, többek között: perturbációelméleti módszerek fejlesztése a kvantumtérelméletben, az alapállapot (vákuum) vizsgálata a mérőeszközben. elméletek, a hadronok erős kölcsönhatásainak dinamikájának tanulmányozására szolgáló módszerek kidolgozása a perturbációs elmélet keretrendszerén kívül, az elemi részecskék standard modelljén túlmutató folyamatok tanulmányozása, többdimenziós elméletek felépítése, elvek kidolgozása és mechanizmusok keresése. az Univerzum barion aszimmetriájának kialakítására, a részecskefizika, az asztrofizika és a kozmológia kapcsolatának vizsgálatára, a sötét anyag és a sötét energia modelljeinek megalkotására.

Az intézet munkatársai jelentős mértékben hozzájárultak a Nagy Hadronütköztető (CERN) gyorsítójának és detektorainak megalkotásához. Aktívan részt vettek a Higgs-bozon és a pentakvark felfedezésében, a Standard Modellen túlmutató fizika kutatási főbb irányainak tanulmányozásában és megalapozásában. A CERN történetében először a kísérlet vezetője (NA64) orosz tudós, az INR RAS tagja. Ez a kísérlet rekord korlátokat szab a világossötét fotonok létezésének.

A Troitsk-nu-tömegkísérletben végzett közvetlen keresés eredményeként az aktív neutrínótömeg legjobb és eddig felülmúlhatatlan határértékét kaptuk. Jelenleg a kísérlet folytatja a steril neutrínók keresését, és már megszerezte a világ legjobb korlátozásait e feltételezett részecske létezésére vonatkozóan.

Mélytengeri kísérletekben korlátozásokat kaptak a nagyenergiájú természetes neutrínók fluxusára, új hipotetikus részecskék létezésére; létrejött egy projekt, és megkezdődött egy 1 km³-es teleszkóp építése.

A szupernóva-robbanásokból származó neutrínósugárzást figyelő nemzetközi hálózat keretein belül megkapták a Galaxis csillagainak gravitációs összeomlásának gyakoriságának legjobb határát.

A hosszú alapvonalú nemzetközi kísérletekben jelentős mértékben hozzájárultak a részecskedetektorok létrehozásához és a neutrínó rezgések paramétereinek meghatározásához. A neutrínó rezgésekkel kapcsolatos kísérleteiért 2016-ban az Intézet munkatársai a T2K együttműködés részeként megkapták a rangos nemzetközi áttörési díjat az alapfizika területén.

Új kísérleti adatok születtek közepes energiájú protonokat és neutronokat érintő magreakciókról, fotonukleáris reakciókról, beleértve a proton spinszerkezetének tanulmányozását aktív polarizált célpont segítségével, új hatásokat figyeltek meg a relativisztikus atommagok ütközésében, és egy új tudományos irány, az úgynevezett "nukleáris fotonika". Magyarázatot adnak a nukleáris gloria effektusra, vagy visszafókuszáló hatásra.

Új adatokhoz jutottak az energiaspektrum szakadása közelében és a Greisen-Zatsepin-Kuzmin határértéknek megfelelő ultramagas energiájú kiterjedt légzáporok tanulmányozása során a neutrínó oszcillációinak mérésével egy ultrarövid alapvonalú kísérletben, mindkét létesítményben. Intézetben és vezető nemzetközi együttműködésekben.

Hosszú távú monitorozást végeznek, és a világ statisztikailag legmegbízhatóbb eredményét kapták a napneutrínó fluxusának mérésére, kidolgozásra és végrehajtásra került egy új BEST kísérlet projektje a neutrínók alapvető tulajdonságainak meghatározására.

Nemzetközi együttműködések keretében rekordpontosságot értek el a ritka kaonbomlások paramétereinek mérésében.

Megadták a világ legjobb korlátait a 78 Kr, 124 Xe és számos elem kettős béta-bomlása esetén a kettős K-befogás valószínűségére. A GERDA kísérletben a 76 Ge izotóp neutrínómentes β-bomlásának időszakára egy felső határt kaptunk, ami a világ legjobb eredménye.

Felfedezték egy cériumot tartalmazó kristály egységcellájának rekordméretű összeomlását nagy nyomáson, és tanulmányozták a szupravezető kénhidrogén H 2 S mágneses téreltolódásának hatását nagy nyomáson és rekordmagas hőmérsékleten.

Az SVZ-100 neutronmérséklési idő spektrométeren számos egyedi neutronadatot kaptak a nukleáris energetika számára a kisebb aktinidák hasadásának fizikájáról .

Oroszország legerősebb proton lineáris gyorsítóját rendszeresen üzemeltették fizikai kísérletekhez, radioizotópok előállításához és sugárterápiás komplexumhoz.

A nyalábparaméterek figyelésére egyedi eszközöket hoztak létre és alkalmaztak a világ számos vezető kutatóközpontjában. A CERN és a FAIR, GSI, Darmstate, LANSCE (USA) LINAC-4 projektjeiben különösen a vérrög alakjának mérésére szolgáló eszközöket fejlesztettek ki és vezettek be.

2017-ben Hamburgban (Németország) az INR RAS aktív közreműködésével elkészült és tudományos üzembe helyezték a világ legnagyobb szupravezető lineáris elektrongyorsítóját, az európai XFEL röntgen-szabadelektron-lézert. Megtörtént magának az európai XFEL lézernek a fizikai elindítása, amelyen megkezdődtek az első kísérletek. Az IHEP gyorsítókomplexum negatív hidrogénionforrását, a Protvino-t, a polarizált hidrogénionok forrását a Nuclotronhoz és a forward hadron kalorimétert a dubnai JINR NIKA megaprojekt keretében fejlesztették ki.

Technológiákat fejlesztettek ki a radioaktív izotópok széles skálájának előállítására diagnosztikai és terápiás orvosi és műszaki célokra, sugárterápiás központot hoznak létre, ahol az első betegcsoportokat kezelték, valamint innovatív eszközöket és módszereket az orvosi, ill. technikai felhasználást fejlesztettek ki.

A foton tömegére vonatkozóan új felső korlátot kapunk, amely kevesebb, mint 4,1 × 10–42 gramm a kvazárok gravitációs lencsén keresztüli csillagászati ​​megfigyeléseiből származó adatok elemzéséből.

Tudományos eredmények

Az intézetben kapott és a modern fizikára a legnagyobb hatást kifejtő eredmények a következők:

Emellett az intézet számos alkalmazottja részt vesz az Oroszországon kívüli nagy nemzetközi kísérletek munkájában (például CMS , LHCb , ALICE a CERN -ben, T2K Japánban, Telescope Array az USA-ban stb.), és tagja a kutatócsoportoknak. az ott tett összes felfedezés szerzői .

Jegyzetek

  1. Az INR RAS Értekezési Tanácsa . Letöltve: 2011. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2014. augusztus 26..
  2. Az INR RAS egyedi tudományos installációi . www.inr.ru Hozzáférés dátuma: 2019. január 6. Az eredetiből archiválva : 2019. január 7.
  3. A Baksan-szorosban kísérletet fognak végezni egy "steril" neutrínó felkutatására . etokavkaz.ru. Hozzáférés dátuma: 2019. január 6. Az eredetiből archiválva : 2019. január 7.
  4. V. Barinov, V. Gavrin, D. Gorbunov, T. Ibragimova. BEST sensitivity to O(1) eV steril neutrino  // Physical Review C. - 2016. - Vol. D93 , no. 7 . - S. 073002 . - doi : 10.1103/PhysRevD.93.073002 .
  5. DD Dzhappuev et al. Asztrofizikai PeV gamma-sugarak keresése pontforrásokból a Carpet-2  segítségével // arXiv:1812.02663 [asztro-ph]. — 2018-12-06. Archiválva az eredetiből 2019. január 7-én.
  6. Alekszandr Bulanov. Trinity-kísérlet: a teleszkóp sötét anyagot fog keresni . Izvesztyia (2018. október 30.). Hozzáférés dátuma: 2019. január 6. Az eredetiből archiválva : 2019. január 7.
  7. V. Anastassopoulos et al. Közepes méretű tengelyirányú helioszkóp és haloszkóp felé  // JINST. - 2017. - T. 12 , sz. 11 . - S. P11019 . - doi : 10.1088/1748-0221/12/11/P11019 .
  8. Projektjavaslat egy Mega-Science létesítményhez: Többcélú Neutrinó Obszervatórium (2018). Hozzáférés dátuma: 2019. január 6. Az eredetiből archiválva : 2019. január 7.
  9. Mikheev S. P., Smirnov A. Yu. Az anyag oszcillációinak rezonanciaerősítése és a napneutrínó spektroszkópia  // Nukleáris fizika. - 1985. - T. 42 . - S. 1441-1448 . Archiválva az eredetiből 2017. november 3-án.
  10. JN Abdurashitov et al. A napneutrínó befogási sebességének mérése galliumfémmel  // Fizikai Szemle C. - 1999. - T. 60 . - S. 055801 . - doi : 10.1103/PhysRevC.60.055801 .
  11. EN Alekszejev, LN Alekszejeva, IV. Krivoseina, VI. Volcsenko. Az SN 1987A neutrínó jelének detektálása az LMC-ben az INR Baksan földalatti szcintillációs teleszkóp segítségével  // Physics Letters B. - 1988. - V. 205 . — S. 209–214 . - doi : 10.1016/0370-2693(88)91651-6 .
  12. pdgLive . pdglive.lbl.gov. Hozzáférés dátuma: 2019. január 6. Az eredetiből archiválva : 2019. január 7.
  13. VN Aseev et al. Az elektron antineutrínó tömegének felső határa a troicki kísérletből  // Fizikai Szemle D. - 2011. - T. 84 , no. 11 . - S. 112003 . - doi : 10.1103/PhysRevD.84.112003 .
  14. G. T. Zatsepin, V. A. Kuzmin. A kozmikus sugarak spektrumának felső  határán // JETP Letters. - 1966. - T. 4 . - S. 114-117 . Archiválva az eredetiből 2017. október 15-én.
  15. VA Kuzmin, VA Rubakov, ME Shaposhnikov. Az anomáliás Electroweak Baryonszám meg nem maradásáról a korai Univerzumban  // Physics Letters B. - 1985. - T. 155 . - S. 36 . - doi : 10.1016/0370-2693(85)91028-7 .
  16. V. A. Rubakov, M. E. Shaposhnikov. Domainfalon belül élünk?  // Fizika Levelek B. - 1983. - T. 125 . – 136–138 . - doi : 10.1016/0370-2693(83)91253-4 . Archiválva az eredetiből 2017. október 12-én.
  17. I. Volobuev. Az extra dimenziók létezésének hipotézise . Utótudomány. Hozzáférés dátuma: 2019. január 6. Az eredetiből archiválva : 2019. január 7.

Irodalom

Linkek