Том 2 № 3 (2025): Natural Sci. Rev.
The concept of a superconducting spin flipper – neutron decelerator for a UCN source at a pulsed reactor
A. A. Popov, K. S. Osipenko, V. I. Scherbakov, A. I. Frank, G. V. Kulin, M. A. Zakharov, V. A. Kurylev, D. A. Kolomentseva
Natural Sci. Rev. 2 100305 (2025) Опубликовано 25.06.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100305
PDF (Английский)

Работа посвящена созданию концептуального проекта градиентного спин-флиппера — замедлителя нейтронов, являющегося основным компонентом проектируемого источника УХН для импульсного реактора периодического действия. При тесном сотрудничестве группы ОИЯИ и компании «СуперОкс» был разработан дизайн-эскиз стационарного градиентного магнита для адиабатического спин-флиппера. Проведен детальный расчет конфигурации магнитного поля. Смоделировано движение нейтронов в магнитном поле, формируемом спроектированной магнитной системой, и проведен анализ времени замедления нейтронов в спин-флиппере.  

Полученный результат дает основание надеяться, что идея создания источника УХН с импульсным накоплением ловушки, основанная на использовании нестационарного замедления нейтронов, является реализуемой.

Ключевые слова: ультрахолодные нейтроны, источник УХН, адиабатический спин-флиппер, сильное магнитное поле, флиппер-замедлитель, резонатор «птичья клетка»
Категории: Физика , Приборы и методы
3D segmented neutrino detector SuperFGD
Yu. Kudenko
Natural Sci. Rev. 2 100304 (2025) Опубликовано 20.06.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100304
PDF (Английский)

Ближний детектор ND280 ускорительного эксперимента с длинной базой T2K был модернизирован для повышения точности измерения осцилляционных параметров нейтрино. Ключевым компонентом модернизации является новый пластиковый сегментированный сцинтилляционный детектор Super Fine Grained Detector (SuperFGD), состоящий примерно из 2 миллионов оптически изолированных кубиков размером 1 см3, сигналы с которых транспортируются в трех ортогональных направлениях спектросмещающими волокнами и регистрируются микропиксельными лавинными фотодиодами. SuperFGD обеспечивает 3D-изображения взаимодействий нейтрино за счет регистрации треков заряженных частиц в конечном состоянии, включая протоны с порогом регистрации около 300 МэВ/c. Благодаря мелкой сегментации и субнаносекундному временному разрешению SuperFGD способен детектировать нейтроны, возникающие при взаимодействии нейтрино, и измерять их кинетическую энергию, используя  метод  времени пролета. В статье подробно описывается устройство детектора, его создание и запуск в эксплуатацию на нейтринном пучке эксперимента T2K.

Ключевые слова: осцилляции нейтрино, нарушение CP-инвариантности, детекторы нейтрино, сцинтилляционный сегментированный детектор, спектросмещающие волокна, многопиксельные счетчики фотонов
Категории: Физика , Приборы и методы , Физика высоких энергий (эксперимент)
Characterization of micro-SPECT system based on Timepix detector
V. Rozhkov, I. Hernа́ndez, A. Leyva, A. Zhemchugov
Natural Sci. Rev. 2 100303 (2025) Опубликовано 17.06.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100303
PDF (Английский)

В данной работе были оценены характеристики прототипа ОФЭКТ-системы на основе микросхемы считывания Timepix с коллиматором на основе кодирующей апертуры типа MURA. Установка имеет небольшое поле зрения и может использоваться в доклинических исследованиях лекарственных препаратов на мелких лабораторных животных. Несмотря на множество существующих протоколов испытаний, разработанных и описанных в соответствующих документах национальных органов стандартизации и рекомендациях МАГАТЭ, они не подходят для микротомографических систем на основе полупроводниковых пиксельных детекторов из-за различной технологии детекторов, высокого пространственного разрешения и малой области интереса. Для измерения их характеристик были разработаны специальные фантомы с небольшой «горячей областью».

Такие параметры микро-ОФЭКТ системы, как пространственное разрешение, контрастность, линейность, однородность и чувствительность системы были исследованы с использованием источника 99mTc. Описаны процедуры калибровки детектора и предварительной обработка данных.

Ключевые слова: кодирующая апертура, Timepix, ОФЭКТ
Категории: Приборы и методы , Прикладные исследования , Ядерная медицина
Bogoliubov method in description of nuclear rotation
R. V. Jolos, E. A. Kolganova
Natural Sci. Rev. 2 100302 (2025) Опубликовано 09.06.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100302
PDF (Английский)

Рассматривается проблема идентификации и выделения динамических переменных, связанных с преобразованиями симметрии, из полного набора динамических переменных. Показано, что использование бозонного представления бифермионных операторов позволяет решить эту проблему с помощью канонического преобразования динамических переменных, предложенного Н.Н. Боголюбовым. Полученные результаты обосновывают применение модели принудительного вращения для описания вращательных возбуждений ядер.

Ключевые слова: внутренняя система координат, бозонные представления, модель принудительного вращения
Категории: Физика , Ядерная физика (теория)
On BRST Lagrangian formulation for massive higher-spin fields in 4D Minkowski space
I. L. Buchbinder, S. A. Fedoruk, V. A. Krykhtin
Natural Sci. Rev. 2 100301 (2025) Опубликовано 05.05.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100301
PDF (Английский)

Мы даем краткий обзор БРСТ-подхода к калибровочно-инвариантной лагранжевой формулировке для свободных массивных бозонных полей высших спинов, акцентируя внимание на двух специфических аспектах. Во-первых, теория рассматривается в четырехмерном плоском пространстве в терминах спин-тензорных полей с двухкомпонентными неточечными и точечными индексами. Это приводит к существенному упрощению всего подхода по сравнению с тем, где использовались поля с векторными индексами, поскольку теперь нет необходимости вводить в БРСТ-заряд связь, отвечающую за следы полей. Во-вторых, мы разрабатываем предельно простую и наглядную процедуру для исключения всех вспомогательных полей и доказываем, что БРСТ-уравнения движения тождественно воспроизводят основные условия для неприводимых представлений группы Пуанкаре с заданной массой и спином. Подобно безмассовой теории, окончательный лагранжиан для массивных полей высших спинов формулируется в триплетной форме. БРСТ-формулировка приводит к системе полей, которые четко подразделяются на основное поле спина s, вспомогательные поля типа Зиновьева, вспомогательные поля типа Сингха–Хагена и специальные вспомогательные БРСТ-поля. Вспомогательные поля могут быть частично устранены путем фиксации калибровки и/или с помощью уравнений движения. Это позволяет получить формально разные (с разным числом вспомогательных полей), но эквивалентные лагранжевы формулировки.

Ключевые слова: высшие спины, БРСТ-формулировка
Категории: Физика , Физика высоких энергий (теория)