Logo
Отправить статью
EN

Ускорительная физика

Свойства обращения времени и чётности полного сечения реакции pd
70-летие ОИЯИ
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.200802

Новый подход к физике с поляризованными дейтронами на Nuclotron/NICA, HIAF и будущих установках

Поляризованный дейтрон, будучи частицей со спином-1, дает возможность исследовать широкий спектр интересных тензорных наблюдаемых. Поиск тензорных асимметрий является одним из центральных направлений в спиновой физике с поляризованными дейтронами на коллайдерах будущего, реализация которого требует осцилляции тензорной поляризации пучка в накопительных кольцах или в дейтериевых мишенях. В фокусе данного обзора находится обобщение развитой коллаборацией JEDI техники Фурье анализа осциллирующей горизонтальной поляризации пучка в режиме непрерывного радиочастотного переворота спина на тензорные наблюдаемые. В этом режиме накопленные дейтроны приобретают осциллирующую с временной меткой спиральность, что позволяет изучать как спиновую структуру частиц и ядер, так и несохранение Р-четности. Одновременно генерируется полный набор осциллирующих недиагональных тензорных поляризаций, открывающих возможность поиска нарушения Т-инваринтности вне Стандартной Модели. Критическим для коллайдерных экспериментов является большое время жизни поляризации. Мы приводим первое в литературе аналитическое описание тензорной деполяризации при непрерывных радиочастотных переворотах спина. Мы заключаем, что в накопителях с умеренно высокими энергиями достижимо время жизни поляризации накопленного пучка порядка нескольких часов. Это делает возможной работу с тензорно-поляризованными дейтронами как на комплексе Nuclotron/NICA в ОИЯИ, так и на комплексе HIAF в Китае. Новым является предложение использовать спин-тензорный дихроизм для контроля тензорной поляризации пучка по осцилляциям сечения неупругих взаимодействий пучка с внутренней мишенью. Одновременно дихроизм выступит в роли комагнитометра для измерения частоты прецессии спина сгустков, что принципиально важно для синхронизации спиновых фаз сталкивающихся пар сгустков. Исправлено: 11 августа 2026 (внесены изменения в уравнение (28); исправлены опечатки и грамматические ошибки)
Б. Гоу, В. П. Ладыгин, Н. Н. Николаев, Ф. Ратманн, А. Я. Силенко, Ю. Н. Узиков
article_cover
Физика 70-летие ОИЯИ
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.200608

Оборудование Синхрофазотрона и Нуклотрона для исследования поляризационных явлений

Разработка уникального криогенного источника поляризованных дейтронов POLARIS в конце 1970-х годов была очень плодотворной и значительно расширила инструментальную базу ОИЯИ для изучения нуклон-нуклонных взаимодействий, а также взаимодействий легчайших ядер с более тяжелыми ядрами. Экспериментальные данные по поляризационно-зависимым эффектам, полученные на Синхрофазотроне и Нуклотроне, существенно повлияли на понимание  в мире сильных взаимодействий между адронами, а также структуры легчайших ядер (в первую очередь, дейтронов) на малых межнуклонных расстояниях. Эксперименты с поляризованными пучками дейтронов, протонов и нейтронов при промежуточных энергиях (несколько ГэВ) привели к созданию широкого сотрудничества между ЛФВЭ  ОИЯИ и другими мировыми центрами (в СССР и России, Франции, США, Германии, Японии, Китае).  В результате этого сотрудничества было получено много новых и неожиданных экспериментальных результатов. В частности, благодаря результатам работ в рамках проекта ALPOM/ALPOM2 были получены много новые уникальные результаты по электромагнитным форм-факторам нуклонов. Кроме того, открылись новые пути для экспериментальных исследований с поляризованными пучками  3 He . В этом направлении также были получены новые уникальные результаты. Обсуждаются необходимые технические разработки для спиновой программы на Нуклотрон/NICA.
В. В. Фимушкин, Н. М. Пискунов, Е. А. Строковский, В. П. Ладыгин, Ю. Н. Филатов, Е. М. Сыресин
cover
Физика
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100502

Синхротрон формы-8 для поляризованных протонов и дейтронов в ускорительном комплексе NICA

Рассмотрена возможность использования синхротрона формы-8 в качестве замены Нуклотрона для ускорения поляризованных протонов и дейтронов в комплексе коллайдера NICA. Арки синхротрона размещены внутри туннеля коллайдера NICA. Представленный инжектор позволяет сохранять поляризацию и осуществлять инжекцию любого сорта частиц ( p , d , ³He и др.) в коллайдерные кольца во всем диапазоне энергий. Благодаря своей форме кольцо работает в режиме спиновой прозрачности. Управление направлением поляризации осуществляется с помощью спинового навигатора, использующего слабые соленоидальные поля. Синхротрон также может использоваться в качестве накопительного кольца для высокоточных экспериментов с поляризованными пучками помимо применения в качестве инжектора для коллайдера. В работе приводятся результаты численного моделирования спиновой динамики при ускорении протонов и дейтронов.
Ю. Н. Филатов, А. М. Кондратенко, М. А. Кондратенко, Е. Д. Цыплаков, А. В. Бутенко, В. П. Ладыгин, В. А. Лебедев, Е. М. Сыресин, Е. А. Бутенко
обложка
Физика
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100404

Достижения в области проектирования и моделирования сверхпроводящего циклотрона MSC230 для протонной терапии

После появления методики флэш-облучения в протонной терапии сильно возросла потребность в сильноточных ускорителях. В ответ на этот запрос Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ) приступил к разработке компактного изохронного циклотрона MSC230, предназначенного для получения протонных пучков высокой интенсивности с энергией 230 МэВ для передовых биомедицинских исследований. В настоящее время в Научно-исследовательском институте электрофизической аппаратуры имени Д. В. Ефремова разрабатывается технический проект циклотрона. На этом этапе модификации часто требуют дополнительных вычислений, что приводит к корректировкам конфигурации магнитного поля и динамики пучка. В статье подробно описываются методологии проектирования и вычислительные инструменты, которые используются в проекте MSC230.
В. А. Герасимов, С. В. Гурский, О. В. Карамышев, Г. А. Карамышева, И. Д. Ляпин, В. А. Малинин, Д. В. Попов, В. М. Романов, А. А. Синица, Г. В. Трубников, С. Б. Федоренко, Г. Г. Ходжибагиян, С. Л. Яковенко, И. М. Пальников, А. И. Власов
Физика
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100106

Развитие сверхпроводящих магнитов ускорителей в ОИЯИ

В статье представлен обзор исследований, проводимых с начала 1970-х годов в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне и направленных на создание сверхпроводящих (СП) магнитов для ускорителей заряженных частиц. Эти исследования позволили построить первый в мире СП быстроциклирующий тяжело-ионный синхротрон — Нуклотрон, магниты для синхротрона SIS100 проекта FAIR, СП магнитные системы ускорителя и коллайдера комплекса NICA. Также была разработана СП обмотка для магнита медицинского циклотрона MSC-230 для протонной терапии, модельный магнит для проекта китайского коллайдера HIAF с рекордной (до 10 Тл/с) скоростью изменения магнитного поля, накопитель энергии емкостью 3 МДж на основе высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП) и концепция магнитов для Нового Нуклотрона, изготовленных из ВТСП материала для работы с температурой обмотки около 50 К.
Г. Г. Ходжибагиян, П. Г. Акишин, А. В. Бутенко, А. В. Бычков, Г. Л. Кузнецов, М. С. Новиков, Е. В. Сергеева, Г. В. Трубников, Э. З. Фишер, А. В. Шемчук
cover
Физика
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100104

Компьютерное тестирование анализа независимых компонент для измерений линейной оптики на ускорителе NICA

Ускорительный комплекс NICA находится в стадии сборки и ввода в эксплуатацию. Проведена серия успешных пуско-наладочных сеансов на инжекционном комплексе с ускорением различных типов ионов. На бустерном синхротроне планируется продолжение проведения измерений оптических свойств магнитного поля с применением различных подходов. Один из методов базируется на изучении пооборотных показаний мониторов положения пучка с использованием анализа независимых компонент, позволяющего получить данные о частотах бетатронных и синхротронных колебаний, бета-функциях, набегах бетатронной фазы и величинах дисперсий. Альтернативные методы используют измеренную матрицу отклика орбиты, полученную при поочередном включении корректирующих дипольных магнитов. В работе представлено описание нескольких алгоритмов и результаты их применения в тестовых задачах для расчетной модели бустера NICA.
В. Л. Смирнов